Ротор будь-якого електродвигуна приводиться в рух під дією сил, викликаних електромагнітним полем, що обертається всередині обмотки статора. Швидкість його оборотів зазвичай визначається промисловою частотою електричної мережі.

Її стандартна величина 50 герц передбачає вчинення п'ятдесяти періодів коливань протягом однієї секунди. За хвилину їх кількість збільшується в 60 разів і становить 50х60=3000 оборотів. Таке ж число разів провертається ротор під впливом прикладеного електромагнітного поля.

Якщо змінювати величину частоти мережі, прикладеної до статора, можна регулювати швидкість обертання ротора і підключеного до нього приводу. Цей принцип закладено основою управління електродвигунами.

Види частотних перетворювачів

За конструкцією частотні перетворювачі бувають:

1. індукційного типу;

2. електронні.

Асинхронні електродвигуни, виконані та запущені в режим генератора, є представниками першого виду. Вони при роботі мають низький ККД і відзначаються невеликою ефективністю. Тому вони не знайшли широкого застосування у виробництві та використовуються вкрай рідко.

Спосіб електронного перетворення частоти дозволяє плавно регулювати обороти як асинхронних, і синхронних машин. При цьому може бути реалізований один із двох принципів управління:

1. за заздалегідь заданою характеристикою залежності швидкості обертання від частоти (V/f);

2. Метод векторного управління.

Перший спосіб є найпростішим і менш досконалим, а другий використовується для точного регулювання швидкостей відповідального промислового обладнання.

Особливості векторного керування частотним перетворенням

Відмінністю цього способу є взаємодія, вплив пристрою управління перетворювача на просторовий вектор магнітного потоку, що обертається з частотою поля ротора.

Алгоритми для роботи перетворювачів за цим принципом створюються двома способами:

1. безсенсорного управління;

2. потокорегулювання.

Перший метод ґрунтується на призначенні певної залежності чергування послідовностей інвертора для заздалегідь підготовлених алгоритмів. При цьому амплітуда та частота напруги на виході перетворювача регулюються по ковзанню та навантажувальному струму, але без використання зворотних зв'язків за швидкістю обертання ротора.

Цим способом користуються при керуванні кількома електродвигунами, підключеними паралельно до перетворювача частоти. Потокорегулювання передбачає контроль робочих струмів усередині двигуна з розкладанням їх на активну та реактивну складові та внесення коректив у роботу перетворювача для виставлення амплітуди, частоти та кута для векторів вихідної напруги.

Це дозволяє підвищити точність роботи двигуна та збільшити межі його регулювання. Застосування потокорегулювання розширює можливості приводів, що працюють на малих обертах з великими динамічними навантаженнями, такими як кранові підйомні пристрої або намотувальні промислові верстати.

Використання векторної технології дозволяє застосовувати динамічне регулювання моментів, що обертаються до .

Схема заміщення

Принципову спрощену електричну схему асинхронного двигуна можна уявити наступним видом.

На обмотки статора, що мають активний R1 і індуктивний X1 опори, прикладена напруга u1. Воно, долаючи опір повітряного проміжку Хв, трансформується в обмотку ротора, викликаючи в ній струм, який долає її опір.

Векторна схема схеми заміщення

Її побудова допомагає зрозуміти процеси, що відбуваються всередині асинхронного двигуна.

Енергія струму статора поділяється на дві частини:

iµ - потокоутворюючу частку;

iw - моментоутворюючу складову.

При цьому ротор має активний опір R2/s, що залежить від ковзання.

Для безсенсорного керування вимірюються:

напруга u1;

Струм i1.

За їх значенням розраховують:

iµ - потокоутворюючу складову струму;

iw - моментоутворюючу величину.

В алгоритм розрахунку вже заклали електронну еквівалентну схему асинхронного двигуна з регуляторами струму, в якій враховано умови насичення електромагнітного поля та втрат магнітної енергії у сталі.

Обидві цих складових векторів струму, що відрізняються по куту та амплітуді, обертаються разом із системою координат ротора і перераховуються в стаціонарну систему орієнтації по статору.

За цим принципом підлаштовуються параметри частотного перетворювача під навантаження асинхронного двигуна.

Принцип роботи частотного перетворювача

В основу цього пристрою, яке ще називають інвертором, закладено подвійну зміну форми сигналу мережі живлення.

Спочатку промислова напруга подається на силовий випрямний блок з потужними діодами, які забирають синусоїдальні гармоніки, але залишають пульсації сигналу. Для їх ліквідації передбачена батарея конденсаторів з індуктивністю (LC-фільтр), що забезпечує стабільну згладжену форму випрямленої напруги.

Потім сигнал надходить на вхід перетворювача частоти, який є бруківкою трифазну схему з шести серії IGBT або MOSFET з діодами захисту від пробою напруг зворотної полярності. Використовувані раніше для цих цілей тиристори не мають достатньої швидкодії та працюють з великими перешкодами.

Для включення режиму гальмування двигуна в схему може бути встановлений керований транзистор з потужним резистором, що розсіює енергію. Такий прийом дозволяє прибирати генерується двигуном напруга для захисту конденсаторів фільтра від перезарядки та виходу з ладу.

Спосіб векторного управління частотою перетворювача дозволяє створювати схеми, що здійснюють автоматичне регулювання сигналу САР. Для цього використовується система керування:

1. амплітудна;

2. ШІМ (широтного імпульсного моделювання).

Метод амплітудного регулювання заснований на зміні вхідної напруги, а ШІМ - алгоритм перемикання силових транзисторів при незмінному напрузі входу.

При ШИМ регулюванні створюється період модуляції сигналу, коли обмотка статора підключається по строгій черговості до позитивних та негативних висновків випрямляча.

Оскільки частота такту генератора досить висока, то в обмотці електродвигуна, що має індуктивний опір, відбувається їх згладжування до синусоїди нормального вигляду.

Способи ШІМ управління дозволяють максимально виключити втрати енергії та забезпечують високий ККД перетворення за рахунок одночасного управління частотою та амплітудою. Вони стали доступні завдяки розвитку технологій управління силовими тиристорами серії GTO, що замикаються, або біполярних марок транзисторів IGBT, що володіють ізольованим затвором.

Принципи їх включення для керування трифазним двигуном показані на зображенні.

Кожен із шести IGBT-транзисторів підключається за зустрічно-паралельною схемою до свого діода зворотного струму. При цьому через силовий ланцюг кожного транзистора проходить активний струм асинхронного двигуна, яке реактивна складова направляється через діоди.

Для ліквідації впливу зовнішніх електричних перешкод на роботу інвертора і двигуна в конструкцію схеми перетворювача частоти може включатися, що ліквідує:

радіоперешкоди;

електричні розряди, що наводяться працюючим обладнанням.

Їх виникнення сигналізує контролер, а зменшення впливу використовується екранована проводка між двигуном і вихідними клемами інвертора.

З метою покращення точності роботи асинхронних двигунів у схему управління частотних перетворювачів включають:

введення зв'язку з розширеними можливостями інтерфейсу;

вбудований контролер;

картку пам'яті;

програмне забезпечення;

інформаційний Led-дисплей, що відображає основні вихідні параметри;

гальмівний переривник та вбудований ЕМС фільтр;

систему охолодження схеми, що базується на обдуві вентиляторами підвищеного ресурсу;

функцію прогріву двигуна за допомогою постійного струму та деякі інші можливості.

Експлуатаційні схеми підключення

Частотні перетворювачі створюються для роботи з однофазними або трифазними мережами. Однак, якщо є промислові джерела постійного струму з напругою 220 вольт, то від них можна запитувати інвертори.

Трифазні моделі розраховуються на напругу 380 вольт і видають його на електродвигун. Однофазні інвертори живляться від 220 вольт і на виході видають три рознесених за часом фази.

Схема підключення частотного перетворювача до двигуна може бути виконана за схемами:

зірки;

трикутник.

Обмотки двигуна збираються у «зірку» для перетворювача, запитаного від трифазної мережі 380 вольт.

За схемою «трикутник» збирають обмотки двигуна, коли живильний його перетворювач підключений до однофазної мережі 220 вольт.

Вибираючи спосіб підключення електричного двигуна до перетворювача частоти треба звертати увагу на співвідношення потужностей, які може створити двигун на всіх режимах, включаючи повільний, навантажений запуск, з можливостями інвертора.

Не можна постійно перевантажувати частотний перетворювач, а невеликий запас його вихідної потужності забезпечить тривалу і безаварійну роботу.

Зміст:

Трифазні асинхронні двигуни знайшли найширше застосування у промисловості та інших областях. Сучасне обладнання просто неможливо уявити без цих агрегатів. Однією з найважливіших складових робочого циклу машин та механізмів є їх плавний пуск і така сама плавна зупинка після виконання поставленого завдання. Такий режим забезпечується за допомогою перетворювачів частоти. Ці пристрої показали себе найбільш ефективними у великих електродвигунах, що мають високу потужність.

За допомогою перетворювачів частоти успішно виконується регулювання пускових струмів, з можливістю контролю та обмеження їхньої величини до потрібних значень. Для правильного використання даної апаратури необхідно знати принцип роботи частотного перетворювача асинхронного двигуна. Його застосування дозволяє суттєво збільшити термін служби обладнання та знизити втрати електроенергії. Електронне керування, крім м'якого пуску, забезпечує плавне регулювання роботи приводу відповідно до встановленого співвідношення між частотою та напругою.

Що таке частотний перетворювач

Основною функцією частотних перетворювачів є плавне регулювання швидкості обертання асинхронних двигунів. З цією метою на виході пристрою створюється трифазна напруга зі змінною частотою.

Перетворювачі частоти нерідко. Їхній основний принцип дії полягає у випрямленні змінної напруги промислової мережі. Для цього застосовуються випрямні діоди, об'єднані у загальний блок. Фільтрація струму здійснюється конденсаторами з високою ємністю, які знижують до мінімуму пульсації напруги, що надходить. У цьому полягає відповідь питанням чого потрібний частотний перетворювач.

У деяких випадках у схему може бути включений так званий ланцюг зливу енергії, що складається з транзистора та резистора з великою потужністю розсіювання. Ця схема застосовується в режимі гальмування, щоб погасити напругу, що генерується електродвигуном. Таким чином, запобігається перезаряджання конденсаторів та передчасний вихід їх з ладу. В результаті використання частотників асинхронні двигуни успішно замінюють електроприводи постійного струму, що мають серйозні недоліки. Незважаючи на простоту регулювання, вони вважаються ненадійними та дорогими в експлуатації. У процесі роботи постійно виблискують щітки, а електроерозія призводить до зносу колектора. Двигуни постійного струму зовсім не підходять для вибухонебезпечного та запиленого середовища.

На відміну від них, асинхронні двигуни значно простіше за своїм пристроєм та надійніше, завдяки відсутності рухомих контактів. Вони більш компактні та дешеві в експлуатації. До основного недоліку можна віднести складне регулювання швидкості обертання традиційними способами. Для цього було необхідно змінювати напругу живлення і вводити додаткові опори в ланцюг обмоток. Крім того, застосовувалися й інші способи, які на практиці виявлялися неекономічними та не забезпечували якісного регулювання швидкості. Але після того, як з'явився перетворювач частоти для асинхронного двигуна, що дозволяє плавно регулювати швидкість у широкому діапазоні, всі проблеми вирішилися.

Одночасно з частотою змінюється і напруга, що підводиться, що дозволяє збільшити і коефіцієнт потужності електродвигуна. Все це дозволяє одержати високі енергетичні показники асинхронних двигунів, продовжити термін їх експлуатації.

Принцип дії частотного перетворювача

Ефективне та якісне управління асинхронними електродвигунами стало можливим за рахунок використання спільно з ними частотних перетворювачів. Загальна конструкція є частотно-регульованим приводом, який дозволив суттєво покращити технічні характеристики машин і механізмів.

Як керуючий елемент даної системи виступає перетворювач частоти, основною функцією якого є зміна частоти напруги живлення. Його конструкція виконана у вигляді статичного електронного вузла, а формування змінної напруги із заданою змінюваною частотою здійснюється на вихідних клемах. Таким чином, за рахунок зміни амплітуди напруги та частоти регулюється швидкість обертання електродвигуна.

Управління асинхронними двигунами здійснюється двома способами:

• Скалярне управління діє відповідно до лінійного закону, згідно з яким амплітуда і частота знаходяться в пропорційній залежності між собою. Частота, що змінюється, призводить до змін амплітуди напруги, що надходить, впливаючи на рівень крутного моменту, коефіцієнт корисної дії і коефіцієнт потужності агрегату. Слід враховувати залежність вихідної частоти і напруги живлення від моменту навантаження на валу двигуна. Для того, щоб момент навантаження був завжди рівномірним, відношення амплітуди напруги до вихідної частоти має бути постійним. Ця рівновага якраз і підтримується частотним перетворювачем.
• Векторне керування утримує момент навантаження у постійному вигляді у всьому діапазоні частотних регулювань. Підвищується точність управління, електропривод більш гнучко реагує на вихідне навантаження, що змінюється. В результаті момент обертання двигуна знаходиться під безпосереднім управлінням перетворювача. Потрібно враховувати, що момент обертання утворюється в залежності від струму статора, а точніше - від магнітного поля, що створюється ним. Під векторним керуванням фаза статорного струму змінюється. Ця фаза і є здійснює безпосереднє керування моментом обертання.

Налаштування частотного перетворювача для електродвигуна

Для того щоб перетворювач частоти асинхронного двигуна в повному обсязі виконував свої функції, його необхідно правильно підключити і налаштувати. На початку підключення в мережі перед приладом розміщується автоматичний вимикач. Його номінал повинен співпадати з величиною струму, що споживається двигуном. Якщо передбачається експлуатувати у трифазній мережі, то автомат також має бути трифазним, із загальним важелем. В цьому випадку при короткому замиканні на одній із фаз можна оперативно відключити й інші фази.

Струм спрацьовування повинен мати характеристики, що повністю відповідають струму окремої фази електродвигуна. Якщо частотний перетворювач планується використовувати в однофазній мережі, у цьому випадку рекомендується скористатися одинарним автоматом, номінал якого має втричі перевищувати струм однієї фази. Незалежно від кількості фаз, при встановленні частотника, автомати не повинні включатися в розрив заземлювального або нульового дроту. Рекомендується використовувати лише пряме підключення.

При правильному налаштуванні та підключенні частотного перетворювача його фазні дроти повинні з'єднуватися з відповідними контактами електродвигуна. Попередньо обмотки в двигуні, залежно від напруги, що видається перетворювачем. Якщо воно збігається з меншим значенням, вказаним на корпусі двигуна, застосовується з'єднання трикутником. За більш високому значенні використовується схема «зірка».

Далі виконується підключення частотного перетворювача до контролера та пульта управління, який входить до комплекту постачання. Усі з'єднання здійснюються відповідно до схеми, наведеної в посібнику з експлуатації. Рукоятка повинна бути в нейтральному положенні, після чого включається автомат. Нормальне включення підтверджується світловим індикатором, що загоряється на пульті. Щоб перетворювач запрацював, натискається кнопка RUN, запрограмована за замовчуванням.

Після незначного повороту рукоятки двигун починає поступово обертатися. Для перемикання обертання у зворотний бік, існує спеціальна кнопка реверсу. Потім за допомогою ручки налаштовується потрібна частота обертання. На деяких пультах замість частоти обертання електродвигуна відображаються дані про частоту напруги. Тому рекомендується наперед уважно вивчити інтерфейс встановленої апаратури.

Частотні перетворювачі для асинхронних двигунів

Завдяки частотним перетворювачам, робота сучасних асинхронних двигунів відрізняється високою ефективністю, стійкістю та безпекою. Це особливо важливо, оскільки кожен електродвигун відрізняється індивідуальними особливостями режиму роботи. Тому оптимізації параметрів живлення агрегатів із використанням перетворювачів частоти надається велике значення. Коли частотний перетворювач вибирається для будь-яких конкретних цілей, у цьому випадку обов'язково повинні враховуватися його робочі параметри.

Нормальна робота пристрою залежатиме від типу електродвигуна, його потужності, діапазону, швидкості та точності регулювань, а також підтримки стабільного моменту обертання валу. Ці показники мають першорядне значення і мають органічно поєднуватися з габаритами та формою апарату. Слід звернути особливу увагу на те, як розташовані елементи керування і чи зручно ним користуватися.

Вибираючи пристрій, необхідно заздалегідь знати, за яких умов він буде експлуатуватися. Якщо мережа однофазна, то і перетворювач має бути таким самим. Те саме стосується і трифазних апаратів. Багато залежить від потужності асинхронних двигунів. Якщо при запуску на валу необхідний високий пусковий момент, то частотний перетворювач повинен бути розрахований на більше значення струму.

Компанія Контроль Системс займається такою роботою, як і постачає до них комплектуючі. Крім цього, ми здійснюємо технічну підтримку з таких питань, як підключення підключення частотних перетворювачів, надаємо комплекс послуг з ремонту, обслуговування обладнання з виїздом на підприємство замовника Наші фахівці готові виконати шеф-монтажні (в т.ч. пов'язані з установкою перетворювачів частоти) та пуско-налагоджувальні роботи, а також провести обстеження обладнання на об'єкті замовника (де проведено підключення перетворювача частоти), а також поставити до нього комплектуючі.

Частотний перетворювач встановлюється в приміщенні, що добре вентилюється, а в разі необхідності збирається додаткова система клімат-контролю. Для монтажу пристрою необхідна рівна стійка поверхня, сам перетворювач розташовується вертикально і на достатній відстані від інших предметів. У приміщенні, де встановлюється частотний перетворювач, необхідно створити такі умови:

температуру навколишнього середовища в діапазоні від -10 до 45 o C;
відсутність у безпосередній близькості горючих рідин або легкозаймистих матеріалів;
відносну вологість повітря менше 90%;
відсутність вібрації, електромагнітних перешкод та прямих сонячних променів.

Встановлення, налаштування та обслуговування перетворювача повинно проводитись лише кваліфікованим технічним персоналом. Недбале поводження може призвести до пошкодження перетворювача. Забороняється кидати перетворювач, піддавати його ударам і тряску під час перенесення.

Вказівки з техніки безпеки при монтажі:

1. Дотик до струмоведучих частин може призвести до смерті, навіть якщо обладнання відключено від мережі. При роботі з струмопровідними частинами переконайтеся, що відключені входи напруги: як мережного живлення, так і будь-які інші (підключення проміжного ланцюга постійного струму), від'єднаний кабель електродвигуна (якщо двигун обертається).

Майте на увазі, що висока напруга в ланцюзі постійного струму може зберігатися, навіть якщо світлодіоди згасли. Перш ніж торкатися потенційно небезпечних струмопровідних частин приводів потужністю до 7,5 кВт включно, зачекайте не менше 4 хвилин. Зачекайте щонайменше 15 хвилин, перш ніж розпочати роботу з приводами потужністю понад 7,5 кВт.

1. має бути заземлений належним чином. Струм витоку на землю перевищує 3,5 мА. Забороняється використовувати нульовий провід як заземлення.
2. Кнопка на пульті оператора не виконує функції захисного вимикача. Вона не відключає перетворювач частоти від мережі та не гарантує пропадання напруги між перетворювачем та двигуном.

Перевірте відповідність компонентів перед початком монтажу.

1. Звірте кодовий номер перетворювача з тим, що було замовлено.

1. Переконайтеся, що вхідна напруга, вказана на , збігається з напругою мережі живлення, до якої планується підключення. У випадку, якщо напруга мережі живлення нижче вхідної напруги, то пристрій буде працювати зі зниженими характеристиками, або буде працювати з помилкою. Підключення пристрою до мережі живлення з напругою, що перевищує вхідну напругу, вказану на інформаційній табличці, не допускається!
2. Перевірте, чи номінальна напруга електродвигуна не перевищує значення вихідної напруги . Номінальна напруга електродвигуна в більшості випадків визначається схемою з'єднання, тому переконайтеся, чи підключений двигун «зіркою» або «трикутником», і які значення напруги відповідають даній схемі підключення (зазначено на табличці двигуна).
3. Номінальний струм двигуна в більшості випадків не повинен перевищувати номінальний вихідний струм перетворювача частоти, інакше привід не зможе розвинути номінальний момент.

Перевіряє умови встановлення перетворювача частоти.

Перевірка умов встановлення. Зовнішні умови повинні відповідати ступеню захисту корпусу – стандартне виконання перетворювача – IP20 не захищає від потрапляння пилу або крапель рідини всередину пристрою. Виконання корпусу IP54 захищає від пилу та вологи при дотриманні вимог монтажу (використання сальників, кабель-вводів тощо). Переконайтеся, що біля вентиляторів чисто, немає пилу та бруду.

1. Місце встановлення має бути сухим (максимальна відносна вологість повітря 95%, за відсутності конденсації).
2. Робоча температура довкілля 0–40 °З. При температурі від -10 до 0 ° С та понад +40 ° С робота відбуватиметься зі зниженими характеристиками. Не рекомендується експлуатувати при температурах нижче -10 і понад +50 °С, оскільки це може призвести до скорочення терміну служби виробу.
3. Максимальна висота встановлення пристрою над рівнем моря для роботи без зниження характеристик 1000 м-коду.
4. Перевірте можливість здійснювати вентиляцію перетворювача частоти. Допускається монтаж перетворювачів «стінка до стінки» (корпуси IP 20 і 54), однак обов'язково має бути передбачений повітряний простір 100 мм зверху/знизу пристрою для перетворювача частоти потужністю до 30 кВт, 200 мм для перетворювача частоти потужністю від 30 до 90 кВт та 2 для потужності 90 квт.

Уточнити необхідну інформацію про встановлення та підключення обладнання, а також про порядок проведення шеф-монтажних робіт, пов'язаних із встановленням, можна за телефоном в Єкатеринбурзі +7 902 870 59 24

Створений наприкінці XIX століття трифазний асинхронний двигун став незамінною складовою сучасного промислового виробництва.

Для плавного пуску та зупинки такого обладнання потрібен спеціальний пристрій – перетворювач частоти. Особливо актуальною є наявність перетворювача для великих двигунів з великою потужністю. За допомогою цього додаткового пристрою можна регулювати пускові струми, тобто контролювати та обмежувати їхню величину.

Якщо регулювати пусковий струм виключно механічним способом, не вдасться уникнути енергетичних втрат та зменшення терміну служби обладнання. Показники цього струму в п'ять-сім разів перевищують номінальну напругу, що є неприпустимим для нормальної роботи обладнання.

Принцип роботи сучасного перетворювача частоти має на увазі використання електронного управління. Вони не тільки забезпечують м'який пуск, але й плавно регулюють роботу приводу, дотримуючись співвідношення між напругою та частотою за заданою формулою.

Основна перевага пристрою – економія споживання електроенергії, що становить у середньому 50%. До того ж можливість регулювання з урахуванням потреб конкретного виробництва.

Пристрій функціонує за принципом подвійного перетворення напруги.

1. випрямляється та фільтрується системою конденсаторів.
2. Потім у роботу вступає електронне управління – утворюється струм із зазначеною (запрограмованою) частотою.

На виході видаються прямокутні імпульси, які під впливом обмотки статора двигуна (її індуктивності) стають близькими до синусоїди.

На що звернути увагу під час виборів?

Виробники наголошують на вартості перетворювача. Тому багато опцій доступні лише у дорогих моделей. При виборі пристрою слід визначити основні вимоги для конкретного використання.

• Управління може бути векторним чи скалярним. Перше дає можливість точного регулювання. Друге лише підтримує одне задане співвідношення між частотою і напругою на виході і підходить тільки для простих приладів, на зразок вентилятора.
• Чим вище вказана потужність, тим універсальнішим буде пристрій — забезпечиться взаємозамінність та спроститься обслуговування обладнання.
• Діапазон напруги мережі має бути максимально широким, що убезпечить при перепадах його норм. Зниження негаразд небезпечне пристрою, як підвищення. При останньому цілком можуть вибухнути мережеві конденсатори.
• Частота має повністю відповідати потребам виробництва. Нижня межа вказує на діапазон регулювання швидкості приводу. Якщо потрібний ширший, знадобиться векторне керування. Насправді застосовуються частоти від 10 до 60 Гц, рідше до 100Гц.
• Управління здійснюється через різні входи та виходи. Чим їх більше, тим краще. Але більша кількість роз'ємів істотно збільшує вартість пристрою та ускладнює його налаштування.

Дискретні входи (виходи) використовуються для введення команд управління та виходу повідомлень про події (наприклад, про перегрівання), цифрові – для введення цифрових сигналів (високочастотних), аналогові – для введення сигналів зворотного зв'язку.

• Шина управління устаткування, що підключається, повинна збігатися з можливостями схеми частотного перетворювача за кількістю входів і виходів. Найкраще мати невеликий запас для модернізації.
• Перевантажувальні можливості. Оптимальний вибір пристрою з потужністю на 15% більше потужності двигуна, що використовується. У будь-якому разі потрібно прочитати документацію. Виробники вказують усі основні параметри двигуна. Якщо важливі пікові навантаження, слід вибрати перетворювач з показником пікового струму на 10% більше від зазначеного.

Складання перетворювача частоти для асинхронного двигуна своїми руками

Зібрати інвертор чи перетворювач можна самостійно. В даний час в мережі знаходиться безліч інструкцій та схем такого складання.

Основне завдання – отримати «народну» модель. Дешеву, надійну та розраховану на побутове застосування. Для роботи обладнання в промислових масштабах, звичайно, краще віддати перевагу пристроям, що реалізуються магазинами.
Порядок дій зі збирання схеми частотного перетворювача для електродвигуна

Для роботи з домашньою проводкою, з напругою 220В та однією фазою. Орієнтовна потужність двигуна до 1кВт.

На замітку. Довгі дроти потрібно забезпечити перешкодними кільцями.

Регулювання обертання двигуна ротора вміщується в діапазон частоти 1:40. Для малих частот потрібна фіксована напруга (IR компенсація).

Підключення частотного перетворювача до електродвигуна

Для однофазного проведення на 220В (використання в домашніх умовах) підключення здійснюється за схемою «трикутник». Вихідний струм не повинен перевищувати 50% номінального!

Для трифазної проводки на 380В (промислового використання) підключення двигуна до частотного перетворювача здійснюється за схемою "зірка".

Перетворювач (або ) має відповідні клеми, позначені літерами.

• R, S, T-сюди підключаються дроти мережі, черговість не має значення;
• U , V , W – включення асинхронного двигуна (якщо двигун обертається у зворотний бік, треба поміняти місцями кожен із двох дротів цих клемах).
• Окремо передбачено клему для заземлення.

Для продовження терміну експлуатації перетворювача необхідно дотримуватися таких правил:

1. Регулярно очищати нутрощі пристрою від пилу (краще видувати його невеликим компресором, оскільки пилосос із забрудненням не завжди впорається – пил ущільнюється).
2. Вчасно замінювати вузли. Електролітичні конденсатори розраховані на 5 років, запобіжники на 10 років експлуатації. А вентилятори охолодження на два-три роки використання. Внутрішні шлейфи слід замінювати раз на шість років.
3. Контролювати внутрішню температуру та напругу на шині постійного струму.

Підвищення температур призводить до засихання термопровідної пасти та руйнування конденсаторів. На силових компонентах приводу її слід змінювати ні рідше одного разу на три роки.

4. Дотримуватись умов експлуатації. Температура довкілля має перевищувати +40 градусів. Неприпустима висока вологість та запиленість повітря.

Управління асинхронним двигуном (наприклад, ) – досить складний процес. Перетворювачі, виготовлені кустарно, дешевші за промислові аналоги і цілком підходять для використання в побутових цілях. Однак для застосування на виробництві краще встановити інвертори, зібрані у заводських умовах. Обслуговування таких дорогих моделей під силу лише добре навченому технічному персоналу.

Перетворювач частоти змінного струму вже багато років застосовуються під час будівництва електромеханічних приладів та агрегатів. Вони дозволяють модулювати частоту, щоб регулювати швидкість обертання вола електричного двигуна.

Частотники дозволили підключати трифазний електричний двигун до однофазної мережі живлення, при цьому не втрачаючи потужності. При старовинному типі підключення через ємний конденсатор більша частина потужності двигуна губилася, ККД істотно знижувалася, обмотки електричного двигуна сильно перегрівалися.

Всіх цих проблем вдалося уникнути застосуванням частотного перетворювача. При цьому дуже важливо дотримуватися правильного електричного двигуна.

Деякі особливості підключення будь-якого частотника у зв'язку з електричним двигуном.

По перше

З міркувань безпеки експлуатації приладу при підключенні частотника (або будь-якого іншого приладу) до мережі живлення обов'язково потрібно встановлювати захисний автомат. Автомат встановлюється перед частотником.

При цьому якщо частотний перетворювач підключається в мережу з трифазною напругою, встановити необхідно автомат теж трифазний, але із загальним важелем відключення.
Це дозволить відключити живлення від усіх фаз одночасно, якщо хоча б на одній фазі буде коротке замикання або сильне навантаження.

Якщо перетворювач частоти підключається до мережі з однофазною напругою, то відповідно застосовується однофазний автомат. Але при цьому, до уваги береться струм однієї фази, помножений на три.

При підключенні трифазного автомата його робочий струм визначається струмом однієї фази.

Однозначно заборонено встановлювати захисний автомат у розрив нульового кабелю як при однофазному підключенні, так і при трифазному. Таке підключення тільки зовні виглядає ідентичним (помилково розуміти, що ланцюг один і не важливо, де його розривати).
Насправді, у разі розриву фазових кабелів, при спрацьовуванні автомата живлення повністю відключається і на ланцюгах приладу не буде фаз зовсім. Це безпечно. А при спрацюванні автомата з розірваним нулем робота приладу припиниться. Але при цьому обмотки двигуна і ланцюга частотника залишаться під напругою, що є порушенням правил техніки безпеки та небезпечно для людини.

Також, за жодних умов не розривається заземлюючий кабель. Як і нульовий, вони мають бути підключені до відповідних шин безпосередньо.

По-друге

Слід підключити фазові виходи частотного перетворювача контактів електричного двигуна. При цьому обмотки електричного двигуна слід підключити за принципом трикутник або зірка. Тип вибирається виходячи з напруги, яку виробляє частотник. Як правило, до кожного інвертера прикладена інструкція, в якій детально розписано, як з'єднуються обмотки двигуна для підключення конкретного частотника. Схема підключення частотного перетворювача до 3-х фазного двигуна також має бути наведена в інструкції.

Зазвичай на корпусах двигунів наведено обидва значення напруги. Якщо частотник відповідає меншому, обмотки з'єднуються за принципом трикутника. В інших випадках за принципом зірки. Схема підключення частотного перетворювача також має бути наведена в паспорті частотника. Там зазвичай наводяться і рекомендації щодо підключення.

По-третє

Практично до кожного перетворювача частоти в комплекті додається виносний. Незважаючи на те, що на самому корпусі частотника є інтерфейс для введення даних управління і програмування, наявність виносного пульта управління є дуже зручною опцією.

Пульт монтується в місці, де найзручніше з ним працювати. У деяких випадках, коли перетворювач частоти дещо поступається в пиловий захист і захист від вологи, сам частотник може бути встановлений далеко від двигуна, а пульт управління поруч, для того, щоб не бігати до шафи управління і не регулювати оберти там.

Все залежить від конкретних обставин та вимог виробництва.

Перший пуск та налаштування перетворювача частоти

Після підключення до перетворювача частоти пульта управління слід рукоятку швидкості обертання валу двигуна перевести в найменше положення. Після цього потрібно увімкнути автомат, тим самим подати харчування на частотник. Як правило, після включення живлення повинні загорітися світлові індикатори на частотнику і, за наявності світлодіодної панелі, на ній повинні відобразитись стартові значення.

Принцип підключення ланцюгів управління частотного перетворювача не універсальний. Потрібно дотримуватися вказівок, вказаних в інструкції до конкретного частотника.

Для першого запуску двигуна потрібно коротко натиснути клавішу пуску на частотнику. Як правило, ця кнопка запрограмована на запуск двигуна за замовчуванням на фабриці.

Після пуску вал двигуна повинен почати повільно обертатися. Можливо, двигун обертатиметься у протилежний бік, відмінний. Від необхідної. Проблему можна вирішити програмуванням частотника на реверсне рух валу. Усі сучасні моделі перетворювачів частоти підтримують цю функцію. Можна скористатися примітивним підключенням фаз в іншому порядку фаз. Хоча це довго і не рентабельно за витратою часу та сил електромонтера.

Подальше налаштування передбачає виставлення потрібного значення обертів двигуна. Нерідко на частотника відображається не частота обертання валу двигуна, а частота напруги, що живить двигун, виражена в герцах. Тоді потрібно скористатися таблицею для визначення відповідного значення частоти обертання валу двигуна.

При монтажі та обслуговуванні, а також заміні перетворювача частоти важливо дотримуватись ряду рекомендацій.

• Будь-який дотик рукою або іншою частиною тіла струмопровідного елемента може забрати здоров'я або життя. Це важливо пам'ятати при будь-якій роботі з шафою керування. При роботі з шафою керування слід відключити вхідне живлення та переконатися, що саме фази відключені.
• Важливо пам'ятати, що деяка напруга може залишатися в ланцюгу, навіть при згасанні світлових індикаторів. Тому, при роботі з агрегатами до 7 кВт після відключення живлення рекомендується прочекати хвилин п'ять не менше. А при роботі з приладами більше 7 кВт, потрібно прочекати не менше 15 хвилин після відключення фаз. Це дасть можливість розрядитися всім конденсаторам, що є в ланцюгу.
• Кожен перетворювач частоти повинен мати надійне заземлення. Заземлення перевіряється згідно з правилами профілактичних робіт.
• Строго заборонено використовувати як заземлення нульовий кабель. Заземлення монтується окремим кабелем окремо від нульової шини. Навіть за наявності і нульової шини та шини заземлення, відповідно до їх норм електромонтажу, з'єднувати їх заборонено.
• Важливо пам'ятати, що клавіша відключення частотника не гарантує знеструмлення ланцюгів. Ця клавіша лише зупиняє двигун, при цьому ряд ланцюгів може залишатися під напругою.

Здійснюється із застосуванням кабелів, переріз яких відповідає тим характеристикам, які вказані в паспорті частотника. Порушення норм у менший бік є неприпустимим. У велику сторону, може бути не доцільно.

Перш ніж підключити частотний перетворювач до електродвигуна, важливо переконатися у відповідності умов, за яких буде працювати перетворювач частоти. Фактично умови повинні відповідати рекомендаціям, наведеним в інструкції.

У кожному конкретному випадку підключення частотника може супроводжуватися рядом обов'язкових умов. Щоб дізнатися, як підключити частотник до 3 фазного двигуна схеми, якого є в наявності. Спочатку вивчаються схеми. Якщо все зрозуміло, підключення виконується при суворо дотриманні інструкції. Якщо щось не зрозуміло, не слід вигадувати самостійно та покладатися на свою інтуїцію. Потрібно зв'язатися з постачальником або виробником для отримання відповідних вказівок.

Краще дочекатися допомоги спеціаліста, аніж потім ремонтувати зламану техніку. Випадок не буде гарантійним.

Windows 7