Преобразователь частоты для асинхронного двигателя: Преобразователи частоты для асинхронных двигателей

Преобразователи частоты для асинхронных двигателей

До появления частотных преобразователей на рынке современной энергетики, электромонтёрам приходилось применять для подключения асинхронного двигателя стартовый или фазосдвигающий конденсатор большой ёмкости.

Двигатель при этом работал, но существенно терял мощность. Также, применение конденсаторов сильно разогревало обмотки двигателя, что сильно снижало его ресурс работы, и двигатели часто приходилось «перематывать». Учитывая, что обмотки асинхронного двигателя делаются из медной проволоки, то такие ремонты приносили большой ущерб.

Так как асинхронный двигатель является составной частью почти каждого современного привода, то вопрос создания частотного регулирования вставал на особый уровень. И вот, частотники уже повсеместно применяются для подключения электрического двигателя к сети и его управление.

По сути, частотный инвертор, это прибор, изменяющий частоту поданного на обмотки напряжения с ШИМ-регулированием. Благодаря частотнику, получилось подключить асинхронный двигатель к сети без ущерба его ресурсу, без перегрева, и ещё дать массу возможностей по управлению скоростью вращения вала.

Также, применяя различные интерфейсы передачи данных и команд, применение частотников позволило объединить все приводы большого предприятия в одно диспетчерскую систему управления и контроля параметров.

В мир современной автоматизации технологических процессов, это весомый аргумент.

Устройство частотных преобразователей

Современный частотный инвертер состоит из двух принципиальных блоков. Первый блок полностью сглаживает напряжение и на выходе выдаёт постоянное. Постоянное напряжение подаётся на силовой блок генерации частоты. После преобразования, на выходе из второго блока частота напряжения уже будет такая, какая задана настройкой.

За возможность изменять частоту напряжения отвечает микропроцессор, который встроен в частотник. Используя заданную программу, процессор следит за выходной частотой напряжения, а также за параметрами работы электрического двигателя.

По сути, частотные преобразователи для асинхронных двигателей принцип работы которых заключён в простом вырабатывании нужной частоты переменного тока, это модуляторы нужной природы напряжения, которая необходима для того или иного оборудования. Именно это и снизило негативное влияние на работу электрического двигателя, которое имело место быть при использовании конденсатов.

Электрический двигатель получает именно такое напряжение, которое положено ему для нормальной и полноценной работы.

Считаем нужным отметить, что и при наличии линии трёхфазного напряжения, не всегда рационально подключать электрический двигатель к сети просто через выключатель. В таком случае, двигатель будет работать, но регулировать его работу не получится. Не получится и следить за состоянием обмоток.

В промышленном исполнении можно встретить два основных типа частотных преобразователей:

• Специальные.
• Универсальные.

Специальный частотный преобразователь для асинхронного двигателя, схема которого несколько отличается от универсального, изготавливается под конкретное оборудование по конкретным потребностям. Как правило, это очень урезанные версии, не способные на работу с любым оборудованием.

Универсальные частотные инвертера могут работать, как и в специальном оборудовании, так и во всех остальных вариантах применения. На то они и универсальные, что их можно настраивать и программировать под любые нужды.

Поэтому, выбор частотного преобразователя для асинхронного двигателя должен быть не столько продиктован конкретными необходимостями производства, но и возможностью модернизации оборудования.

Практически во всех частотниках сегодня реализована возможность установки и контроля режима работы электрического двигателя с пульта управления. Первый интерфейс управления встроен в сам корпус частотника. Там же есть и ручка регулирования скорости вращения двигателя.

Но можно и применять выносные пульты управления. Которые можно располагать как в диспетчерской, так и непосредственно на станке, который приводится в движение электрическим двигателем.
Такое чаще встречается в ситуациях, когда станок с двигателем находится в помещении, где не рекомендуется установка частотного инвертора. И его устанавливают вдали от оборудования.

Большая часть инвертеров частоты позволяют программировать работу оборудования. Но, задать программу просто с пульта управления не получится. Для этого используется интерфейс передачи данных и настройки, который, при помощи компьютера позволяет задать нужную программу работы.

Разница типов сигналов управления

При проектировании цеха очень важно учитывать, что общение частотных преобразователей с диспетчерским пультом будет происходить при помощи электрических импульсов по проводам связи. Пи этом, не стоит забывать, что разные стандарты связи по-разному влияют друг на друга. Посему, переда данных одним способом, может существенно снижать качество передачи данных другим способом.
Поэтому, расчет частотного преобразователя для асинхронного двигателя должен производиться не только по его электротехническим показателям, но и по показателям совместимости с сетью.

Выбор мощности частотного преобразователя

Вопрос мощности частотника, скорее всего, стоит на первом плане, при расчете привода для любого станка или агрегата. Дело в том, что большинство частотных инвертеров способны выдерживать большие перегрузки до 200 – 300 %. Но, это совсем не означает, что для питания электрического двигателя можно смело покупать частотник сегментом ниже, чем требуется по планированию.

Выбор мощности частотного преобразователя осуществляется с обязательным запасом в 20 – 30%. Игнорирование этого правила может повлечь за собой выход из строя частотного преобразователя и простой оборудования.

Также важно учитывать пиковые нагрузки, которые может выдерживать частотник. Дело в том, что при старте электрического двигателя его пусковые токи могут сильно превышать номинальные. В некоторых случаях, пусковой ток превышает номинальный в шесть раз! Частотик должен быть рассчитан на такие изменения.

Каждый электрический двигатель оборудован вентилятором охлаждения. Это лопасти, которые установлены в задней части двигателя и по мере вращения вала прогоняют через корпус мотора воздух.

Если электрический двигатель работает на пониженных оборотах, то мощности потока воздуха может не хватить для охлаждения.

В этом случае, нужно выбирать частотник с датчиками температуры двигателя. Или организовать дополнительное охлаждение.

Электромагнитная совместимость преобразователей частоты

При расчёте и подключении частотника к сети и электрическому двигателю, следует помнить, что он очень подвержен помехам. Также, преобразователь частоты может и сам стать источником помех для другого оборудования. Именно поэтому, все подключения к частотнику и от него выполняются экранированными кабелями и выдерживанием дистанции в 10 см друг от друга.

По своей сути, применение частного преобразователя для питания асинхронного электрического двигателя позволило существенно продлить жизнь электрического двигателя, дало возможность регулировать работу двигателя и хорошо экономить на расходе электрической энергии.

Частотник, частотный преобразователь1ф 220 — 3ф220 для асинхронного электродвигателя

Watch this video on YouTube

Выбираем частотный преобразователь, простыми словами о сложном.

Среди множества электроприводов особо выделяются нерегулируемые приводы с асинхронными двигателями. Такие электродвигатели устанавливаются в системах кондиционирования, тепло-, водоснабжении, компрессорных установках и других отраслях. Большинство времени они работают на пониженных частотах вращения, тем самым давая слабую нагрузку на подшипники, фундаменты механизмов электродвигателей как следствие увеличивая межремонтый период.

Когда в такой цепи устанавливается частотный преобразователь, запуск двигателя производится уже через него. Частотный преобразователь позволяет плавно запустить двигатель, без пусковых ударов, это снижает нагрузку на механизмы, тем самым увеличивая срок эксплуатации.

Какие же основные параметры подбора

преобразователей частоты для асинхронного двигателя:

​

1.Номинальная мощность двигателя.

Рабочий ток электродвигателя не должен превышать номинальный ток преобразователя частоты, поэтому выбирая частотник нужно разобраться с тем, какую нагрузку он будет получать.

Нужно понимать, что для электродвигателя под мощностью понимается мощность на валу двигателя, а не как у большинства других потребителей энергии по активной потребленной энергии.

Для многих механизмов можно выбирать привод с перегрузочной способностью 150% на порядок ниже мощностью, чем двигатель, это часто применимо для вентиляторов и насосов.

​

Номинальный ток преобразователя берется больше номинального тока, который потребляет электродвигатель, иначе электропривод будет блокироваться по ошибке «превышение тока».

2.Частотный преобразователь для двигателя: входное напряжение

Вы можете выбрать частотный преобразователь 1 фазный или 3 фазный. 1 фазное питание обычно осуществляется от сети 220 В, а 3 фазное — от сети 380 В

Частотный преобразователь 3 фазный может работать и от сети 220 В, но это достаточно редкий случай.

Частотный преобразователь 1 фазный чаще используется в непромышленных условиях. А вот частотный преобразователь 3 фазный имеет больше возможностей. Он позволяет выбрать оптимальный режим работы устройства, работает при маленькой амплитуде пульсаций, надежен, долговечен и при этом компактен.

3.Частотный преобразователь для асинхронного двигателя: условия работы.​

В зависимости от задачи, которую будет решать наш частотный регулятор для асинхронного двигателя, нужно выбрать закон, по которому он будет работать. Законов же всего 2 – скалярный и векторный закон управления.

— Скалярный метод управления частотным преобразователем желательно применять, когда известны значения частоты вращения на валу при неизменяющейся нагрузке.

— Векторный закон управления частотником применяют при резком изменении нагрузки с динамической реакцией скорости на это изменение. Проще говоря, скорость вращения должна оставаться той же при возрастающей нагрузке и наоборот. Частотный регулятор для асинхронного двигателя с векторным управлением помогает достичь высокой точности скорости вращения двигателя без использования датчика скорости.

4.Частотный преобразователь для асинхронного двигателя: особенности.​

• Возможность беспроводного управления (Bluetooth)

• Вынос потенциометра.

• Возможность сохранения в промышленную сеть (протокол MODMUS , CANIPEN ,PROFIBUS)

• Возможность сохранения резервной копии настроек частотного преобразователя в панель управления.

5 .Частотные преобразователи для асинхронных двигателей: способ управления (Оперативное управление приводом в процессе работы)​

Частотные преобразователи для асинхронных двигателей могут управляться как через выходы управления по шине последовательной связи (контроллер, или компьютер), так и с выносного встроенного пульта. Преобразователь частоты для асинхронного электродвигателя допускает также переключаемое или комбинируемое управление. Так что у потребителя есть выбор, чем пользоваться.

Выбирая преобразователь частоты для асинхронного электродвигателя, следует учитывать, что важную составляющую играет использование дросселей

Для ПЧ применяются 2 вида дросселей:

– сетевой

– моторный

Сетевой дроссель, подключается в сеть питания преобразователя, и выполняет функцию своеобразного буфера между частотником и нестабильной сетью.

Между приводом и двигателем ставиться моторный дроссель, он используется для ограничения токов КЗ а также ограничить скорость, с которой нарастает напряжение.

При использовании одного преобразователя, к которому подключается 2 и больше двигателей нужно выбрать привод на 1,25 больше номинального тока двигателей или же суммы номинальных токов двигателей.

–  Характеристики пуска и разгона (торможения) двигателя выбираются по номинальному току, а также перегрузочной способностью привода..

Задача каждого производителя — это реализация производимой им продукции. Исходя из этого, большинство производителей включают в свое оборудование только минимальный функционал, который удовлетворит бОльшее количество потребителей. Дополнительные функции устанавливаются за отдельную плату. Получается, что чем большим функционалом обладает преобразователь, тем дешевле в дальнейшем будут стоять доп. опции, но сам частотник при этом подорожает. Точно так же, но с обратным эффектом будет с примитивными преобразователями частот, стоить они будут меньше но в каждую доп.

опцию производитель заложит свои доп. расходы, что приведет к удорожанию модернизации привода. Плюс такие ПЧ будут менее надежными, но весь вопрос нужны ли Вам эти опции. Надежность будет меньшей из-за усложнения системы охлаждения, наличия большего количества разъемов и т.д. У большинства производителей, число опций применяемых к одному ПЧ часто ограничены.

Выбор преобразователя частоты, не прост, он сводится к экономической целесообразности покупки и необходимости использования такого оборудования. Следует не завышать требования, тем самым переплачивая за ненужный функционал, но в тоже время не стоит отказываться от необходимых функций, в надежде сделать механизм, привод и систему работоспособными.​

Частотные преобразователи | Компания ЭЛИТА

Чтобы сделать заказ быстро, по самым низким ценам, свяжитесь с нами по указанным телефонам:

Вся Россия 8 (800) 550-00-82

Москва 8 (495) 648-78-02

Санкт-Петербург 8 (812) 334-42-04

 

 

Электронная почта: electrika@elitacompany.

ru

Частотные преобразователи

Частотный преобразователь  — устройство, которое в комплекте с  асинхронным двигателем переменного тока способно служить полноценной заменой двигателю постоянного тока. Как известно, частота вращения ротора двигателя постоянного тока достаточно просто регулируется, но сам двигатель ненадежен в эксплуатации, энергозатратен и имеет большие габариты и стоимость. Асинхронный электродвигатель, в отличие от двигателя постоянного тока, дешев, надежен, имеет небольшие размеры и может эксплуатироваться в сильно запыленной и взрывоопасной среде. При этом асинхронные двигатели имеют существенные недостатки – невозможность регулирования частоты вращения ротора и пусковой ток, в несколько раз превышающий номинальный. Известные механические схемы ликвидации этих проблем (с использованием вариаторов, редукторов, дросселей), приводят к резкому увеличению стоимости электропривода, большим потерям энергии и низкой эффективности.

Поэтому чаще всего для регулирования частоты асинхронного двигателя и избавления от пусковых токов используют частотный преобразователь.

Современный частотный преобразователь двигателя высокотехнологичен, имеет невысокую стоимость, прост в эксплуатации, и, благодаря широкому модельному ряду и вариативности способов электронного управления, легко встраивается в любую технологическую схему. Кроме того, он уменьшает энергопотребление и механическую нагрузку на электродвигатель, что увеличивает срок его эксплуатации.

Частотный преобразователь двигателя имеет несколько  видов классификации.

По типу преобразования энергии он может быть  одноступенчатым и двухступенчатым.  Второй тип более распространен и включает частотные преобразователи, в которых электрическая  знергия преобразуется два раза. Вначале с помощью выпрямителя, преобразующего переменный ток в постоянный, а затем  —  инвертора, делающего обратное преобразование.

В зависимости от способа управления асинхронным двигателем, преобразователи частоты делятся на скалярные и векторные.

В преобразователе частоты со скалярным методом управления отношение максимального момента двигателя к моменту сопротивления на валу поддерживается постоянным, а любое изменение частоты приводит к изменению напряжения. Преобразователь частоты такого типа имеет диапазон регулирования скорости вращения ротора 1:40 и чаще всего используется в вентиляторных, насосных системах или системах управления несколькими двигателями.

Векторный частотный преобразователь может не только увеличить диапазон регулирования скорости ротора до 1:1000, но также точность и быстродействие управления. Принцип действия такого преобразователя частоты связан с непосредственным управлением вращающим моментом асинхронного двигателя, при котором учитывается не только фаза и амплитуда статорного тока, но и его вектор.

Стандартная электрическая схема  частотного преобразователя включает выпрямитель и инвертор —  для прямого и обратного преобразования переменного тока, а также микропроцессоры и IBGT-транзисторы для широтно-импульсной модуляции (ШИМ), которая позволяет регулировать выходное напряжение без изменения входного. Такая схема преобразователя относится к наиболее распространенной среди компаний – производителей, так как использует новую элементную базу, позволяющую снизить цену частотного преобразователя.

К ведущим мировым производителям преобразователей частоты относятся компании Schneider Electric и Danfoss, продукция которых широко представлена в нашем прайс каталоге. Цена частотного преобразователя не превышает стоимостной предел, обычный для  приборов этого класса, и быстро окупается. Это связано, в первую очередь с высокой эффективностью частотного преобразователя и  50% экономией энергии при его использовании.

Вся предлагаемая продукция компаний  Danfoss и Schneider Electric               сертифицирована.   

Данные обновлены 30.09.21    Рублевые цены расcчитаны по курсу ЦБ +5% 1€ = 89,1193 р. 1$ = 76,3988 р.

Преобразователь частоты для электродвигателя

30. 10.2017

Тематика: Полезная информация

 

 

Введение

Существует немало технологических операций, нуждающихся в регулировании угловых скоростей приводных валов механизмов. Традиционно эта задача решалась двумя путями:

• применением механических многоскоростных редукторов для ступенчатого регулирования скорости, либо вариаторов для плавного регулирования;
• использованием электродвигателей постоянного тока совместно с регуляторами уровня питающего напряжения.

Регулирование угловой скорости ротора, основанное на изменении передаточного числа механической трансмиссии, характеризуется снижением общего КПД передачи. Это объясняется высоким уровнем механических потерь в редукторе, подверженном к тому же, интенсивному износу.

Двигатели постоянного тока представляют собой достаточно сложные и дорогие машины. Наличие коллекторного механизма со щёточным аппаратом, предъявляет повышенные требования к их обслуживанию и снижает надёжность.

 

Компания Овердрайв-Электро предлагает частотно-регулируемые приводы ABB со склада в Минске:

 

Принцип частотного регулирования

В основе частотного регулирования двигателя переменного тока лежит взаимосвязь угловой скорости, с которой вращается поле статора с частотой напряжения питания. Это означает, что изменение частотной характеристики напряжения статора приводит к пропорциональному изменению угловой скорости вращающегося ротора. Угловая скорость, или частота вращающегося поля статора асинхронного электрического двигателя выражается следующим соотношением:

ω₀ = 2πf₁/р,

где f₁ — значение частоты напряжения, питающего обмотку статора, р — количество полюсных пар статорной обмотки.

Из приведенной формулы следует, что совершая изменение значения частоты подводимого к двигателю напряжения, можно плавно изменять значение угловой скорости (частоты) вращающегося поля статора, что приведёт к изменению частоты вращения ротора электродвигателя.

Данный принцип позволяет использовать в регулируемых приводах наиболее технологичные, простые и надёжные асинхронные двигатели, имеющие короткозамкнутый ротор. Благодаря высоким технико-экономическим показателям систем частотного регулирования происходит их активное внедрение в сферу промышленной и бытовой техники.

Устройство преобразователя частоты.

На рисунке 1 показана структурная схема, иллюстрирующая устройство преобразователя частоты (ПЧ).

Рис.1 Преобразователь частоты

Сетевое питающее напряжение промышленной частоты 50 герц поступает на вход выпрямителя (В), представляющего собой обычную мостовую диодную сборку. На выходе выпрямителя установлен Г — образный LC фильтр, выполняющий функции сглаживания пульсаций, которые присутствуют в выпрямленном напряжении.

Основной частью преобразователя является инвертор (И), осуществляющий преобразование постоянного напряжения в трёхфазную систему напряжений синусоидальной формы с регулируемой частотой и амплитудой. Ключевыми элементами инвертора служат мощные IGBT транзисторы, которые коммутируются сигналами, генерируемыми в системе импульсно — фазового управления. Система управления транзисторами, формирующими выходное напряжение, которое поступает на статор асинхронного двигателя (АД), основана на принципе ШИМ — широтно-импульсной модуляции. Сигнал управления представляет собой чередование импульсов напряжения с изменяемой скважностью.

Примечание. Скважность — это оценочная характеристика периодического импульсного сигнала, рассчитываемая как отношение периода чередования сигнала к длительности импульса. То есть, величина скважности показывает, какую часть периода занимают импульсы. При изменении скважности изменяется соотношение длительностей импульсов и промежутков между ними.

Следует обратить внимание на одну интересную особенность частотных преобразователей. На рисунке 1 показан преобразователь, подключенный к трёхфазной сети. Существуют модели преобразователей, питающихся от однофазной сети, при этом, на выходе инвертора формируется всё та же трёхфазная система. Разница между трёхфазными и однофазными частотными преобразователями заключается только в качестве напряжения на выходе выпрямителя. Трёхфазный выпрямительный мост создаёт меньший уровень пульсаций напряжения, по этой причине, однофазное выпрямление предъявляет повышенные требования к параметрам LC фильтра.

Применение частотных преобразователей

Сегодня трудно найти область, где не нашли своего применения частотно-регулируемые приводы асинхронных электродвигателей.

На крупных блочных электрических станциях частотные регуляторы осуществляют регулирование подачи топлива в котлы, гибко адаптируя работу энергоблоков к изменяющемуся режиму работы энергосистемы. В этом качестве частотные приводы функционируют как исполнительные звенья автоматизированной системы управления технологическими процессами электростанции.

Частотное регулирование приводов мощных вентиляторов промышленных систем позволяет автоматически поддерживать оптимальные условия их работы при изменении внутренних и внешних факторов, экономя при этом электрическую энергию и продлевая ресурс оборудования.

Большую финансовую экономию принесло внедрение частотных регуляторов в городские системы водоснабжения. Рабочее давление в водоводах питьевого назначения ранее поддерживалось в основном путём оперирования задвижками. Это приводило к неэффективной работе насосного оборудования, повышенному расходу энергии и износу. Насосы, оснащённые частотным приводом способны гибко реагировать на изменение расхода воды в системе и изменяя частоту вращения поддерживать необходимое давление.

Применение частотных регуляторов не обошло стороной и область бытовой электротехники. Все современные стиральные машины и пылесосы оснащены частотным приводом. Это позволило отказаться от редукторов и ремённых приводов и повысить экономичность работы домашних агрегатов.

Выбор частотных преобразователей

Подбор частотного преобразователя (ЧП) для управления электродвигателем исполнительного механизма — сложная и ответственная задача. В связи со спецификой требований, предъявляемых к частотно управляемым приводам, выбор частотного преобразователя зачастую является индивидуальным для каждого конкретного случая. Поэтому основным критерием подбора всегда должен являться тип исполнительного механизма или технологический процесс.

Тем не менее, существует возможность определить круг допустимых частотных преобразователей под конкретную задачу, ограничив его известными техническими характеристиками сети и электродвигателя.

Для уточнения выбора частотного преобразователя можно включить в рассмотрение характеристики, которые допустимо отнести к дополнительным, не влияющим напрямую на возможность применения привода, но уточняющим его возможности под конкретную задачу.

Подобранный по указанным характеристикам преобразователь частоты необходимо проверить на применимость к исполнительному механизму (насосы, вентиляторы, конвейеры, шлагбаумы, компрессоры, миксеры и т.д.), а также при необходимости подобрать соответствующие аксессуары.

В настоящем калькуляторе подбора ЧП не учтен ассортимент преобразователей мощностью свыше 55 кВт, т.к. подбор и установку мощного оборудования настоятельно рекомендуется связывать с проектным решением.

Методика выбора преобразователя частоты

1. Исходя из характеристик асинхронного электродвигателя, под который подбирается частотный преобразователь, выберите из выпадающего списка следующие основные характеристики:

1. Мощность частотного преобразователя
2. Напряжение питающей сети (выберите диапазон от и до)
3. Рабочее напряжение электродвигателя
4. Количество фаз питающей сети (вход ЧП)
5. Количество фаз электродвигателя (выход ЧП)

2. При необходимости выберите второстепенные характеристики (если они известны)

1. Максимальная выходная частота
2. Поддержка протоколов связи (MODBUS, PROFIBUS, PROFINET)
3. Возможность соединения с ПК
4. Степень защиты оболочки IP

3. В полученном списке частотных преобразователей найдите наиболее подходящий под требуемую задачу. Определите, подходит ли он по габаритам.

4. Проверьте по строке названия ЧП наличие фильтра электромагнитной совместимости (необходимость его наличия обычно определяется присутствием в сети других электронных устройств, на которых может негативно сказаться наводимые ПЧ помехи) и наличие панели управления для ЧП производства ABB.

5. Проверьте по каталогу производителя соответствие подобранного частотного преобразователя технологическому процессу.

* в случае тяжелых условий работы рекомендуется выбирать ЧРП следующего по мощности номинала.

Выбор частотных преобразователей

Основные параметры:

Бренд:

 ABBEATONEKFIEKSchneider Electric

Мощность частотного
преобразователя (кВт ):

 0,180,270,370,40,420,50,550,750,81,11,52,233,745,55,87,511151818,51922303745557590110132160185200220250280315350400

Напряжение питающей сети с:

 100110200208220280380500525

по:

 100115200240280380400420440480500525

Количество фаз питающей сети:

Напряжение электродвигателя:

 115220230240400415480500600690

Количество фаз электродвигателя:

Дополнительные параметры:

Максимальная выходная частота:

 20030040050059960010001600

Поддержка протоколов связи:

Степень защиты оболочки IP:

 IP20IP21IP23IP2XIP54IP55IP66

Частотные преобразователи для промышленных электродвигателей, частотные регуляторы для насосов и вентиляторов

Частотные преобразователи и устройства плавного пуска для асинхронного электродвигателя это высокотехнологичное оборудование, позволяющее не только экономить электроэнергию и снижать нагрузку на оборудование и электрические сети вашего производства, а так же значительно снизить нагрузку на всю электрическую сеть нашей страны.

Наша компания относительно недавно на рынке регулируемого электропривода, но на протяжении этого времени зарекомендовала себя как надежный и качественный поставщик, о чем свидетельствуют отзывы наших партнеров, о которых есть информация на нашем сайте. Это конечно не все кто приобрел наше оборудование, по Вашему запросу мы готовы предоставить любые имеющиеся рекомендации. В производстве нашего оборудования используются комплектующие ведущих мировых производителей электронных компонентов и модулей, проверенных временем и тяжелыми условиями эксплуатации. Мы осуществляем модульную сборку своих приборов в России.

В распоряжении ООО «Лидер» имеется штат квалифицированных специалистов, а так же оборудование позволяющее тестировать преобразователи частоты и устройства плавного пуска в различных режимах, что позволяет гарантировать их надежность и работоспособность перед отгрузкой конечному потребителю. В настоящее время очень много предложений на рынке аналогичной продукции, может быть и по более привлекательной цене, но как показывает практика низкая цена, не всегда гарантирует заявленное качество оборудования и сервисного обслуживания. Мы не навязываем собственный продукт! Мы рекомендуем покупать продукцию ООО «Лидер». Конечный выбор за Вами!

Ниже представлены три линейки частотных преобразователей, каждая из которых содержит в себе весь спектр мощностей от 0,75 кВт до 630 кВт.

Серия А300 — для общепромышленной нагрузки

Общепромышленная серия преобразователей частоты подходит для оборудования с тяжелым пуском и высокой нагрузкой (станки, экструдеры, куттеры, компрессоры, конвейеры, погружные насосы и мн. др.). Преобразователь частоты с высокоточным пусковым моментом при низких скоростях (пусковой вращающий момент: 0.5Hz/150% (векторное управление), 1Hz/150% (U/f)), встроенным ПИД-регулятором (см. инструкцию по настройке), функции полной защиты двигателя с возможностью изменять параметры настройки, съемным выносным пультом управления, повышенным перегрузочным моментом до 200%, автоматическим подъемом крутящего момента, функцией коррекции скольжения, автоматическим регулированием напряжения (AVR) и встроенным интерфейсом RS-485.

Преобразователь частоты серии А300 имеет съемный пульт управления и может использоваться удаленно, до 60 метров от частотного преобразователя по витой паре без переходников и дополнительных модулей, усилителей сигнала.

Серия В600 — для вентиляторной нагрузки (Снят с производства)

Специальная вентиляторная серия преобразователей частоты предназначена для управления электродвигателями насосов, вентиляторов, дымососов и прочего оборудования. Инвертор имеет высокоточный пусковой момент при низких скоростях, встроенный ПИД-регулятор, функции полной защиты двигателя с возможностью изменять параметры настройки, перегрузочный момент до 180%, автоматический подъем крутящего момента, функцию коррекции скольжения, съемный выносной пульт управления, автоматическое регулирование напряжения (AVR) и встроенный интерфейс RS-485 (протокол Modbus-RTU)

В частотных преобразователях серии В600 мощностью от 18. 5 кВт установлен двухстрочный пульт управления, который позволяет отслеживать два параметра одновременно.

Серия B601 — для вентиляторной нагрузки

Улучшенная серия для управления электродвигателями насосов, вентиляторов, дымососов и прочего оборудования. Инвертор имеет высокоточный пусковой момент при низких скоростях, Векторное управление, встроенный ПИД-регулятор, функции полной защиты двигателя с возможностью изменять параметры настройки, перегрузочный момент до 160%-1с, автоматический подъем крутящего момента, функцию коррекции скольжения, несущая частота 1-16 кГц, выходная частота 0-600Гц, съемный выносной пульт управления, автоматическое регулирование напряжения (AVR) и встроенный интерфейс RS-485 (протокол Modbus-RTU)

Серия B60 mini (Снят с производства)

Серия Мини используется для регулирования приводов с асинхронным электродвигателем, предназначена для управления приводами насосов, вентиляторов, лентопротяжных машин, транспортёров миксеров и т. д — для использования в системах малой автоматизации.

Преобразователи частоты. Видео

В этом разделе можно познакомиться с видеоматериалами по преобразователям частоты, представленными на нашем сайте. Надеемся, что инструкции по настройке частотных преобразователей, информация по функциональным особенностям конкретных моделей и примеры применения данного оборудования в различных сферах будут вам полезны. Если у вас есть интересные видоматериалы по данной тематике, мы готовы разместить их в этом разделе со ссылкой на первоисточник

Обзор принципов работы преобразователей частоты (инверторов). Рассматривается структура, принцип работы скалярных преобразователей частоты, а также схема самодельного ПЧ.

Преобразователь сетевого напряжения 220В в трехфазное напряжение для питания трехфазных двигателей. Или три фазы в доме. 

К новым полностью управляемым полупроводниковым приборам относятся биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) и запираемые тиристоры с комбинированным управлением. На их основе стало возможным создание преобразователей частоты для питания двигателей переменного тока и плавного регулирования их скорости вращения. В данном разделе будут рассмотрены характеристики новых силовых полупроводниковых приборов и приведены их параметры.

Преобразователи частоты Delta Electronics способны эффективно управлять частотой вращения двигателя, улучшить машинную автоматизацию и экономить электроэнергию. В номенклатуру инверторов Delta Electronics входят серии экономичных и компактных частотников, универсальных общепромышленных и ряд частотников для специализированных применений (лифтов, насосов и вентиляторов).

Преобразователи частоты серии Frenic Multi предназначены для решения широкого спектра задач в различных отраслях промышленности.

Обладают высокой функциональностью,что позволяет использовать их для решения широкого спектра задач. Эта серия оснащена специализированными функциями ограничения момента и ограничения тока.

Серия общепромышленных преобразователей частоты Frenic Mega, вобравшая в себя все последние достижения фирмы Fuji Electric в области приводной техники, разработанная для широкого спектра задач. Высокая точность, динамика, возможность позиционирования и синхронизации позволит решить любые задачи управления.

Наиболее эффективным способом регулирования скорости асинхронного двигателя является изменение частоты и амплитуды трехфазного напряжения, прикладываемого к обмоткам асинхронного двигателя. Этот способ регулирования в последние годы получил самое широкое применение для электроприводов различного назначения, как низковольтных с напряжением до 400 В, так и высоковольтных большой мощности напряжением 6,0 и 10,0 кВ.

Применение преобразователей частоты в жилищно-коммунальных хозяйствах. Применение частотных преобразователей позволит снизить финансовые издержки на оплату электроэнергии в коммунальном хозяйстве, а следовательно, обеспечит стабильные тарифы на тепловую энергию, водоснабжение для населения страны.

Altivar Machine ATV340 — преобразователь частоты для трехфазных двигателей мощностью от 0,75 до 75 кВт, разработанные специально для производителей высокопроизводительного оборудования с повышенными требованиями к перегрузкам.

Руководство по выбору преобразователя частоты

Вкратце описаны некоторые из основных критериев успешной установки преобразователя частоты

Питание преобразователя частоты Напряжение
Всегда проверяйте наличие правильного напряжения. Во многих случаях пользователь интерпретирует преобразователь частоты так, что вы можете подавать на устройство однофазное напряжение 220 В переменного тока и управлять трехфазным двигателем, рассчитанным на 380 В переменного тока. Большинство стандартных асинхронных двигателей могут работать с трехфазным напряжением 380 В переменного тока со всеми шестью выводами имеющихся обмоток, подключенными по схеме «звезда».Тот же двигатель может работать с трехфазным напряжением 220 В переменного тока, если выводы обмоток соединены по схеме треугольника. Однако проконсультируйтесь с производителем двигателя, если это не указано на паспортной табличке двигателя.

Мощность преобразователя частоты
Подбирать преобразователь частоты в соответствии с мощностью двигателя в «л.с.» не совсем правильно. Преобразователь частоты лучше выбирать исходя из номинального тока двигателя. Если преобразователь частоты и двигатель имеют одинаковую мощность (л.с.), увеличение числа полюсов двигателя снижает КПД и коэффициент мощности двигателя, увеличивая номинальное значение тока.

Требования к крутящему моменту двигателя
Если мы посмотрим на следующие расчеты, мы поймем, почему происходит потеря крутящего момента при работе двигателя со скоростью выше базовой. Это также объяснит некоторые из основных требований, почему крутящий момент является важным фактором при выборе преобразователя частоты.

Скорость двигателя:

Где:

n = Скорость двигателя (об / мин)
60 =
секунд f = Частота сети (Гц)
P = пары полюсов двигателя (четырехполюсный двигатель будет иметь 2 пары)

Крутящий момент двигателя:

Где:

W =
Вт π = Pi (Математическая константа = 3.142)
M = крутящий момент (Нм)

Пример:
Инженер-механик проектирует машину, которая требует 405 Нм и диапазон скоростей от 100 до 175 об / мин. Установив на машину коробку передач с передаточным числом 10/1, он снижает требуемый входной крутящий момент до 40,5 Нм, минимальная и максимальная входная скорость увеличивается до 700 и 1750 об / мин соответственно. Четырехполюсный двигатель мощностью 7,5 кВт (1500 об / мин при 50 Гц) выдает 47,8 Нм. Нам нужно рассчитать, будет ли он производить достаточный крутящий момент на максимальной скорости.

Уменьшить скорость до 1000 об / мин не проблема, пока он поддерживает скорость двигателя выше 50% от базовой скорости для обеспечения достаточного охлаждения.

Преобразователь частоты будет создавать крутящий момент двигателя при полной нагрузке до базовой частоты, изменяя напряжение для создания необходимого крутящего момента. Когда двигатель достигает своей базовой скорости и напряжения питания, преобразователь частоты может изменять только частоту, подаваемую на двигатель, для увеличения скорости, поскольку преобразователь частоты не может подавать напряжение более высокое, чем напряжение питания.

Чтобы рассчитать крутящий момент, создаваемый двигателем 7,5 кВт при 1750 об / мин, мы должны использовать приведенную выше формулу.

M = (Ш x 60) / (2 x π x n)
М = (7500 х 60) / (2 х 3,142 х 1750)
M = 40,9 Нм

Следовательно, двигатель мощностью 7,5 кВт с установленным преобразователем частоты может создавать необходимый крутящий момент при правильной скорости. Из этого мы видим, что всегда необходимо проверять, находится ли диапазон скорости / крутящего момента в пределах возможностей инвертора и двигателя.

Преобразователь частоты торможение постоянным током впрыском

В большинстве подъемных устройств двигатель должен оставаться на нулевой скорости и в течение короткого периода времени, позволяя механическому тормозу открываться или закрываться.Чтобы удерживать двигатель в этом положении, преобразователь частоты подает на двигатель постоянный ток, который заставляет его создавать крутящий момент в состоянии покоя (нулевая скорость). Этот тип торможения иногда неправильно понимают как торможение шиной постоянного тока, что объясняется в следующем разделе. При выборе преобразователя частоты и приложений, требующих этой функции, убедитесь, что это именно та функция.

Преобразователь частоты Торможение по шине постоянного тока / резистивное торможение
Торможение шиной постоянного тока предназначено для управления замедлением асинхронных двигателей без активации функции защиты от перенапряжения на преобразователях частоты. Когда приложениям требуется функция быстрого замедления или нагрузка очень нестабильна, ею можно управлять с помощью этой функции. В зависимости от приложения существуют различные методы решения проблемы. Это может быть сделано с помощью регенеративной системы, возвращающей энергию в сеть, или с помощью тормозного блока и тормозных резисторов, рассеивающих энергию через внешние резисторы.

Основными преимуществами регенеративной системы переменного тока являются:

• Энергосбережение
• Дорого в установке
• Форма волны входного тока представляет собой синусоиду.
• Входной ток имеет коэффициент мощности, близкий к единице.
• Выходное напряжение двигателя может быть выше доступного А.C. напряжение сети
• Рекуперативный блок будет синхронизироваться с любой частотой от 30 до 100 Гц при условии, что напряжение питания составляет от 380 В — 10% до 480 В + 10%.
• В условиях нестабильности сети переменного тока рекуперативная система преобразователя частоты может продолжать работать вплоть до напряжения питания переменного тока примерно 270 В без какого-либо влияния на напряжение шины постоянного тока и, следовательно, на работу преобразователей частоты двигателя.
• Рекуперативный преобразователь частоты и преобразователь частоты двигателя идентичны.

При использовании внутренней тормозной системы преобразователя частоты с резисторами или внешнего тормозного блока с резисторами мы тратим ненужную энергию.Однако это самое дешевое решение, и, к сожалению, его выбирает большинство клиентов.

База знаний преобразователя частоты — двигатель-генератор

Мотор-генератор Обзор

Мотор-генераторы (MG Sets) используют электромеханические средства для преобразования напряжения и частоты. Установки MG состоят из двигателя переменного тока, который работает непосредственно от линии электропередачи 60 Гц на вашем предприятии, его вал соединен с валом синхронного генератора. Генератор выдает новые уровни частоты и напряжения.

Регулировка выходного напряжения генератора

Выходное напряжение генератора регулируется твердотельным регулятором напряжения, который непрерывно измеряет напряжение на выходных клеммах генератора и выполняет необходимую регулировку для поддержания выходного напряжения в пределах технических характеристик. Типичное регулирование выходного напряжения составляет +/- 1% или лучше в условиях установившейся нагрузки от 0% до 100%.

Выходное напряжение генератора

может быть отрегулировано пользователем в диапазоне приблизительно +/- 8% от номинального выходного напряжения (более широкий диапазон на некоторых моделях), и это облегчается с помощью регулятора Volts Adjust, расположенного на панели управления оператора.

Регулировка выходной частоты генератора

Выходная частота синхронного генератора прямо пропорциональна частоте вращения вала генератора. В зависимости от типа двигателя, приводящего в движение вал генератора, выходная частота может оставаться точной или иметь допуск регулирования до +/- 2,5% от номинальной номинальной выходной частоты в условиях нагрузки от 0% до 100%.

Прецизионная работа синхронного двигателя

MG Set, работающий от электросети вашего объекта 60 Гц с номинальной выходной частотой 50 Гц и использующий синхронный двигатель переменного тока, обеспечит точные 50. 0 Гц при любых условиях выходной нагрузки от 0% до 100% номинальной нагрузки. Такое точное регулирование частоты возможно благодаря присущей синхронному двигателю способности поддерживать одно и то же число оборотов в минуту при любой величине нагрузки, вплоть до 100% номинальной нагрузки.

Работа асинхронного двигателя

В некоторых наборах MG используются стандартные асинхронные двигатели переменного тока (асинхронные двигатели) для привода вала синхронного генератора. Рабочие характеристики асинхронного двигателя переменного тока позволяют уменьшать частоту вращения генератора по мере увеличения нагрузки на вал.Если MG работает на вашем предприятии с питанием от электросети 60 Гц и имеет номинальную выходную частоту 50 Гц, выходная частота не будет точной и обычно будет находиться в диапазоне от 50,5 Гц или выше до 49,5 Гц или ниже в зависимости от конструкции MG и уровня входного напряжения. , и количество нагрузки, подключенной к выходу генератора.

Влияние нестабильной частоты на нагрузку

В большинстве случаев нестабильная частота нежелательна. Например, в тестовой среде использование преобразователя частоты с нестабильной частотой может привести к сбою в работе тестируемого устройства (UUT) или к ошибочным данным тестирования.При простом управлении оборудованием 50 Гц на нестабильной частоте может возникнуть колебательное или резонирующее взаимодействие между нагрузкой и MG Set, что может привести к неправильной работе оборудования в нагрузке.

Практически все комплекты MG, которые можно арендовать в нашем парке, включают в себя настоящий синхронный двигатель переменного тока, который обеспечивает стабильную частоту источника питания для нагрузки. Если комплект MG, включающий асинхронный двигатель переменного тока, предлагается любому арендатору AP&C, наш инженер-разработчик поможет обеспечить его совместимость с нагрузкой клиента.

Влияние нагрузочного оборудования на мощность комплекта MG

Типы нагрузок, подключенных к выходу преобразователя частоты, играют важную роль при выборе преобразователя частоты. Каждый тип нагрузочного оборудования или цепи демонстрирует характеристики, которые необходимо учитывать, чтобы гарантировать правильную работу оборудования или приемлемые результаты. Ниже приведены лишь некоторые из вариантов нагрузки, которые могут повлиять на производительность выхода преобразователя частоты.

Влияние пусковых токовых нагрузок

Определенные типы нагрузочного оборудования или цепей потребляют значительно больший ток при первом включении, чем во время работы.Нагрузки, содержащие двигатели, трансформаторы, электронные источники питания или преобразователи с входными конденсаторами, имеют характеристику потребления мгновенного пикового тока в течение первых 3-5 циклов, в 5-60 раз или больше, чем их номинальный ток полной нагрузки.

Когда к выходу MG подключена нагрузка пускового тока, уровень напряжения генератора на мгновение упадет пропорционально пиковому току нагрузки и интервалу. Это мгновенное напряжение может быть на 30% или более ниже номинального выходного напряжения. По истечении периода времени пускового тока регулятор напряжения будет регулировать выходное напряжение в пределах номинальных характеристик регулирования напряжения, обычно +/- 1% или меньше. Промышленность приняла 30% -ное падение максимально допустимого снижения напряжения, которое должно произойти, чтобы обеспечить нормальную работу большинства нагрузочного оборудования. Максимально допустимое падение напряжения 10% рекомендуется для более чувствительного нагрузочного оборудования, такого как некоторые медицинские или научные устройства. Наши опытные инженеры по применению помогут определить оборудование в вашей нагрузке, которое считается нагрузкой пускового тока.

Влияние однофазной нагрузки на трехфазный выход MG

Для использования с однофазными нагрузками рекомендуется использовать однофазный преобразователь выходной частоты. Однако иногда нагрузочное оборудование или проверяемое оборудование состоит из однофазных и трехфазных компонентов.

Когда однофазные нагрузки подключены к трехфазному выходу преобразователя частоты MG, они должны распределяться между тремя фазами как можно более равномерно. Помимо возможности перегрева генератора и оборудования трехфазной нагрузки, может возникнуть несимметрия напряжения.

Когда однофазная нагрузка подключена к трехфазному выходу MG Set, уровень напряжения на нагруженной фазе будет снижаться, в то время как уровень напряжения на ненагруженных фазах будет увеличиваться. По мере увеличения дисбаланса тока нагрузки на каждой фазе уровни напряжения могут преувеличиваться, так что выход MG Set отключается схемами безопасности, либо оборудование нагрузки или проверяемое оборудование срабатывает неправильно или выходит из строя. Превышение примерно 2% несимметрии напряжения может вызвать перегрев генератора или трехфазного нагрузочного оборудования и возможный выход из строя.

Влияние нелинейных нагрузок на выход MG Set

Нелинейные нагрузки — это нагрузки или проверяемое оборудование, которые включают в себя электронные силовые устройства, такие как диоды, тиристоры или силовые транзисторы. Эти устройства используются в таком оборудовании, как преобразователи частоты, источники бесперебойного питания, источники питания переменного / постоянного тока и инверторы.

Нелинейные нагрузки вызывают искажение синусоидального сигнала на выходе преобразователя частоты MG Set, а также дополнительный нагрев обмоток генератора. Если нелинейные нагрузки создают чрезмерное искажение синусоидальной волны на данном выходе MG Set, выходное напряжение может стать нестабильным, что приведет к сбою в работе нагрузочного оборудования или выхода MG Set из строя его цепями безопасности.

Физические характеристики мотор-генераторной установки

Мотор-генераторные установки

многие считают большими, тяжелыми и прочными по сравнению с их электронными аналогами с преобразователями частоты. Комплекты MG подходят для работы в таких средах, как защита от непогоды (не обязательно в помещении), или в помещениях, содержащих другое электрическое оборудование, такое как силовые трансформаторы и воздушные компрессоры.

Звуковой шум, создаваемый наборами MG, обычно зависит от номинальной мощности в кВА и обычно находится в диапазоне приблизительно от 70 дБА до 90 дБА при измерении на расстоянии 3 фута от оборудования.

Именно по указанным выше основным причинам при определении размеров и выборе преобразователя частоты на основе двигателя-генератора для данной нагрузки следует проконсультироваться с нашими инженерами по применению.

Заявление об ограничении ответственности: Вся описательная информация представлена ​​в виде общих неспецифических характеристик оборудования и предлагается нашим арендаторам лучше понять преобразователи частоты и их применение. Читателю следует связаться с инженерами по приложениям AP&C для получения подробной или конкретной технической информации о преобразователях частоты и их использовании.

База знаний — Электронные / статические преобразователи

(PDF) Процесс пуска асинхронного двигателя с питанием от преобразователя частоты

Процесс пуска асинхронного двигателя с питанием от преобразователя частоты

Георгий Тодоров и Димитар Джетчев

Реферат: Процесс пуска асинхронного двигателя

с питанием от преобразователя частоты с управлением U / f было обсуждено

. Пусковой ток и частота при разгоне двигателя

с различным статическим моментом нагрузки анализируются

для получения оптимальных условий запуска.

Проведено сравнение с запуском при полном напряжении, и

предполагает, что изменение конструкции двигателей

, предназначенных для частотно-регулируемого регулирования скорости, дает возможность

достичь более высокого максимального крутящего момента без исключения

пределы пускового тока.

Ключевые слова: асинхронный двигатель; пусковой ток, крутящий момент и частота

.

Введение

Некоторые асинхронные двигатели работают с электрическими приводами

, где условия запуска не являются жесткими, например, вентиляторы, нагнетатели

и насосы.Эти двигатели

не обязаны обеспечивать высокий пусковой крутящий момент, и их конструкция обычно имеет

одинарный ротор с низким сопротивлением. Другой класс двигателей

предназначен для привода кранов, подъемников, конвейеров, мельниц и т. Д.,

, где требуется более высокий пусковой момент и низкий пусковой ток

. Благодаря подходящей форме и расположению стержней ротора

, роторы с короткозамкнутым ротором предназначены для использования индуктивного эффекта

потока утечки щелевого тока на распределение тока

, что приводит к увеличению сопротивления и уменьшению сопротивления

. индуктивность рассеяния стержня.В этой конструкции

используется ротор с глубоким стержнем или двухклеточный ротор, и она обеспечивает хорошие пусковые характеристики

за счет более низкого максимального крутящего момента

и эффективности работы.

Самая распространенная динамическая проблема для обычных двигателей

заключается в том, что при пуске через линию при полном напряжении

всегда связан с большим пусковым током. Максимальное значение тока

возникает в состоянии покоя, а предел

для этого значения используется в качестве ограничения при проектировании двигателя.

В современных промышленных приводах используются в основном двигатели с регулируемой скоростью

для достижения большей гибкости, лучшей производительности

и экономии энергии. Электродвигатели

питаются от преобразователей частоты со скалярным или векторным управлением

и процесс их пуска отличается от пуска полного напряжения

. Преобразователь обеспечивает питание двигателя повышенным напряжением и частотой

с различными ступенями для плавного разгона ротора

.Такой характер процесса запуска

дает новую интерпретацию пускового тока

и пускового момента и предлагает возможности для некоторых

изменений в конструкции двигателя. В данной статье

рассматриваются процессы пуска асинхронных двигателей при скалярном регулировании скорости

, которые используются в электроприводах с низкими динамическими характеристиками

. Процессы

проанализированы на основе теории установившегося состояния с использованием устойчивых

характеристик скорости-тока и скорости-момента.Такой

анализ не учитывает эффекты электрических переходных процессов

, которые возникают и исчезают намного быстрее, чем интересующая электромеханическая динамика

.

Ток статора асинхронного двигателя, питаемого от преобразователя частоты

Как и для прямого пуска при полном напряжении / полной частоте

, ток в состоянии покоя называется пусковым током

. Отличие состоит в том, что при пуске преобразователя частоты

ротор вращается с наименьшей частотой и напряжением

.Во время процесса запуска

они поднимают и доводят двигатель до указанной скорости. Это

приводит к изменению величины пускового тока

и в токо-скоростной характеристике. Кривые

для четырехполюсного асинхронного двигателя мощностью 4 кВт

показаны на рисунке 1: пунктирная линия соответствует пуску при полном напряжении, сплошная линия

— пуску преобразователя частоты. Для расчета

тока при пуске преобразователя частоты необходимо

назначить крутящий момент, необходимый для поворота нагрузки (статическая нагрузка

крутящий момент).Характеристика на рисунке 1 рассчитана для преобразователя крутящего момента с номинальной нагрузкой

и частоты, выполняющего регулирование скорости

.

Значительная разница возникает в пусковом токе

и между кривыми для диапазона скоростей от

состояния покоя до скорости, соответствующей моменту отказа двигателя

. Пусковой ток для линейного пуска при полном напряжении

400 В / 50 Гц составляет 61,9 А и уменьшается по мере увеличения скорости ротора

.При запуске преобразователя частоты ротор

переходит во вращение с 41,4 В / 9 Гц и пусковым током

всего 15,3 А. При повышении напряжения и частоты ротор

ускоряется, ток двигателя увеличивается, достигает максимального значения

для скорости, соответствующей пробивному крутящему моменту

, а затем уменьшается до полной нагрузки

«E + E», 11-12 / 2008 г. 21

.1. Скоростные характеристики для четырехполюсной индукции мощностью 4 кВт

(PDF) Моделирование преобразователя частоты, используемого в управлении скоростью асинхронного двигателя

[1]

Моделирование и моделирование преобразователя частоты

Используется для управления скоростью Асинхронный двигатель

Сарвеш Праттипати Дилип Кумар Мандала

Электроника и связь, Университет электротехники и электроники KL, Университет KL

Виджаявада, Индия Виджаявада, Индия

Электронная почта: sarvesh378 @ gmail.com E-mail: [email protected]

Аннотация — Управление скоростью асинхронного двигателя

очень важно в современной промышленности. Обычно для регулирования скорости используется коробка передач

, которая потребляет больше энергии.

В этой статье представлено моделирование и симуляция преобразователя частоты

, используемого для управления скоростью асинхронного двигателя

с помощью цифрового подхода, который имеет высокую надежность

и энергосбережение за счет использования MATLAB / SimulinkTM.

Преобразователь частоты в основном используется в качестве источника переменной частоты

для регулировки скорости асинхронных двигателей

. Схема преобразователя частоты состоит из трехфазного выпрямителя

, модуля IGBT, звена постоянного тока и трехфазного инвертора

. Транзисторный трехфазный инвертор преобразует напряжение постоянного тока

в источник переменного напряжения и переменной частоты

(VVVF). Обычно используемую батарею конденсаторов

заменяет LC-фильтр.Индуктор и конденсатор

используются для снижения коммутационных напряжений, так что

во время включения инвертора источника напряжения защищается

пусковыми токами. Схема смоделирована, и на выходе получено

результатов.

Ключевые слова — Асинхронный двигатель, ширина импульса

Модуляция (PWM), MATLAB / SimulinkTM, источник переменного напряжения

и переменной частоты (VVVF).

И.ВВЕДЕНИЕ

Трехфазные асинхронные двигатели — это первичные двигатели

во всех промышленных приложениях

на каждой стадии обработки и производства.

Как правило, эти асинхронные двигатели

реализованы из-за низкой стоимости и надежности. Этот преобразователь

преобразует фиксированную частоту линии электропередачи

в постоянное напряжение постоянного тока через диодный трехфазный выпрямитель

.Затем инвертор преобразует фиксированную частоту

линии электропередачи в источник переменного напряжения и переменной частоты

(VVVF). Привод переменного тока VVVF

— это силовой электронный контроллер, используемый для управления скоростью

двигателей переменного тока мощностью 3 л.с. (синхронных или индукционных)

путем изменения частоты и напряжения, подаваемого на клеммы двигателя

.

Кроме того, этот преобразователь может поддерживать высокий коэффициент мощности

, и он значительно снижает помехи от источника

переменной частоты на сетевую линию электропередачи.

Проект моделируется с использованием MATLAB /

SimulinkTM с использованием различных компонентов, таких как трехфазный выпрямитель

, звено постоянного тока и модуль IGBT

, которые составляют работу инвертора. Инвертор

должен выдавать ток двигателя в пределах допустимого уровня пульсаций тока

, который должен быть ниже

5% для большинства приложений. Полевой МОП-транзистор

может использоваться для малой мощности (до нескольких

кВт) и эффективно работать на частотах до 50 кГц.Этот

работает с низкой индуктивностью до нескольких сотен мкГн. В

для поддержания высоких уровней мощности, таких как десятки

кВт, модули IGBT используются в качестве коммутационных устройств

и могут переключаться на частоте до 20 кГц. Они доступны в модулях

, состоящих из двух или шести блоков. Используемый здесь метод модуляции

— это широтно-импульсная модуляция (ШИМ).

II. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОТОТИПА

Прототип в основном состоит из трехфазного выпрямителя

, промежуточного звена постоянного тока инвертора, трехфазного инвертора и асинхронного двигателя

.Конструктивный аспект состоит из:

A. Трехфазный выпрямитель

Выпрямители часто используются в качестве компонентов

источников питания постоянного тока и систем передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения

. Входные трехфазные напряжения

(1) — (3) приведены ниже:

Преобразователь частоты

по сравнению с частотно-регулируемым приводом

Что такое преобразователь частоты? Преобразователь частоты выводит мощность переменного тока в чистую синусоидальную волну после преобразования переменного тока → постоянного тока → переменного тока, выходную частоту и напряжение можно регулировать в определенном диапазоне.Он отличается от частотно-регулируемого привода (VFD), используемого для регулирования скорости двигателя, а также от обычного регулируемого источника питания переменного тока. Идеальный источник питания переменного тока характеризуется стабильной частотой, стабильным напряжением, нулевым внутренним сопротивлением и чистой синусоидальной формой волны напряжения (без искажений). Преобразователь частоты довольно близок к идеальному источнику питания переменного тока, поэтому все больше и больше стран используют его в качестве стандартного источника питания, чтобы обеспечить наилучшую среду для электропитания, чтобы оценить технические характеристики электроприборов.

Различия между преобразователем частоты и VFD
VFD состоит из цепей AC-DC-AC (волна модуляции), и по стандарту он должен называться регулятором скорости с переменной частотой. Форма волны его выходного напряжения представляет собой прямоугольную импульсную волну с множеством гармонических составляющих. Напряжение и частота изменяются пропорционально одновременно и не могут регулироваться по отдельности, что не соответствует требованиям источника питания переменного тока. В принципе, его нельзя использовать для источника питания, а частотно-регулируемый привод обычно используется для регулирования скорости трехфазного асинхронного двигателя.

Вся цепь преобразователя частоты состоит из цепи фильтра переменного-постоянного-переменного тока, поэтому выходное напряжение и форма волны тока являются чисто синусоидальными, что очень близко к идеальному источнику переменного тока. Он может выводить напряжение и частоту электросети любой страны мира.

Почему ЧРП нельзя использовать в качестве преобразователя частоты
Между ЧРП и преобразователем частоты есть существенные различия. Поскольку мировые показатели электросетей несовместимы, экспортным производителям электроприборов требуется источник питания для моделирования условий электросети в разных странах и обеспечения соответствующего преобразования напряжения, а также для обеспечения чистого, стабильного, низкого гармонического искажения, высокой стабильности частоты и постоянного напряжения. выдача мощности синусоидальной волны инженерам при их проектировании и производстве, производственных испытаниях, испытаниях продукции, сроке службы, испытаниях с моделированием перенапряжения / низкого напряжения.Однако ЧРП создает множество трудностей при нагрузочных испытаниях, таких как сильная вибрация и электромагнитный шум, значительное повышение температуры, и приборы не могут нормально работать. Таким образом, преобразователь частоты, который может обеспечить выход чистой синусоидальной волны, становится незаменимым силовым оборудованием в лаборатории.

Преобразователь частоты выдает мощность переменного тока в чистую синусоидальную волну после преобразования переменного → постоянного → переменного тока, выходную частоту и напряжение можно регулировать в определенном диапазоне. Он получил широкое распространение и может полностью заменить функции частотно-регулируемого привода, лучше защитить оборудование и может использоваться в качестве источника питания общего назначения.Преобразователь частоты может выдавать сетевое напряжение и частоту любой страны, он также может применяться к нагрузкам с различными характеристиками импеданса, включая удельное сопротивление, емкость, индуктивность и другие нелинейные нагрузки, это довольно близко к идеальному источнику питания переменного тока. Следует отметить, что разные типы нагрузки требуют разной мощности преобразователя частоты.

Блок-схема

и базовые компоненты

Преобразователь частоты используется для синхронного двигателя в нескольких случаях.Во-первых, изменить скорость вращения ротора. Во-вторых, для настройки, например времени торможения и разгона, изменения степени защиты. В-третьих, преобразовать однофазное напряжение в трехфазное. Не всегда удается реализовать питание асинхронного двигателя от трехфазной сети. И для нормальной работы и достижения максимальной мощности это как раз такая сеть. К сожалению, сделать трехфазное напряжение в частных домах довольно сложно.Преобразователь частоты позволяет добиться нужной мощности двигателя.

Выпрямительный каскад

Любой преобразователь, даже самой сложной по конструкции, имеет в своем составе несколько блоков. Первый — это выпрямительный каскад, который служит для преобразования переменного тока в постоянный. В зависимости от того, какая сеть запитана, должны использоваться разные схемы выпрямителя. Таким образом, при включении в сеть однофазного переменного тока достаточно использовать однополупериодный выпрямитель.Стоит отметить, что ротор асинхронного двигателя имеет короткозамкнутые витки, поэтому ему не нужно питание.

Можно реализовать с помощью одного полупроводникового диода. Но лучшие характеристики у мостового выпрямителя: меньше потерь напряжения. Кремний используется как полупроводник. Если вы решили изготовить преобразователь частоты для асинхронного двигателя самостоятельно, то для выпрямителя необходимо подбирать элементы по величине обратного тока, проводимости. Это улучшит характеристики устройства.

Блок фильтров напряжения

После выпрямительного каскада блок-фильтры. В простейшем варианте это дроссель (дроссель), включенный в плюсовый зазор. Между плюсом и минусом включается электролитический конденсатор. С его помощью вы избавитесь от всех переменных, которые остаются в выпрямленном напряжении. В результате убираются все пульсации. Если подключить выход фильтра к осциллографу и посмотреть на монитор, то можно увидеть, что линии прямые, без лишних пульсаций.

Но схема асинхронного двигателя такова, что он может питаться только переменным током. А на выходе фильтра стоит постоянная. Поэтому требуется вернуть все на свои места, сделать из постоянного напряжения переменное. И его значение должно быть 220 вольт (при измерении между фазой и нулем). А фаз — три. Только при этом условии можно будет обеспечить работу асинхронного двигателя в штатном режиме.

Блок инвертора

Этот каскад служит для преобразования постоянного тока в переменный. Именно в этом блоке можно настраивать и изменять текущие параметры на выходе. Основа инвертора — мощные транзисторы. Любой современный преобразователь частоты для асинхронного двигателя в этом каскаде содержит сборку из шести транзисторов IGBT. Всего используется два полупроводника на фазу. Они контролируются базой, включение p-n-переходов осуществляется последовательно.В месте их подключения снимаются три фазы. Это видно из приведенной выше структурной схемы.

При изготовлении преобразователя частоты или проведении ремонта необходимо провести подбор силовых агрегатов по выходному току. Пожалуй, это единственный параметр, которого нужно придерживаться. Также следует учитывать возможности микропроцессорной системы управления. Не все транзисторные сборки позволяют изменять определенные характеристики инверторного каскада.Поэтому, выбирая силовые транзисторы, обратите внимание на возможность управления.

Микропроцессорная система управления

В основе лежит простой микроконтроллер, который обеспечивает работу всей системы. Это небольшая микросхема, которая может иметь до 16 выходов, 32, 64 и 128. Все зависит от количества портов ввода / вывода. Для управления преобразователем частоты требуется несколько параметров. Во-первых, совершите поездку при превышении температуры корпуса IF.Во-вторых, включайте вентиляторы при достижении определенной температуры. В-третьих, проведите измерение тока на каждой фазе выходного каскада. Частоту асинхронного двигателя необходимо изменить, это делается с помощью установленного переменного резистора.

Защита преобразователя частоты

Если контроль температуры осуществляется с помощью простейших датчиков, необходимо использовать специальные трансформаторы для защиты по току. Их называют трансформаторами тока. Это небольшие катушки на магнитной цепи, через которые проходит фаза.Поэтому остается только составить простые алгоритмы, о которых речь пойдет ниже. Что касается функций программирования, то для этого необходимо обеспечить подключение к микроконтроллеру нескольких кнопок с нормально разомкнутыми контактами.

Алгоритм работы микроконтроллера

При самостоятельном изготовлении привода потребуется много знаний, в том числе программирования. Например, преобразователи частоты для двигателей должны быть защищены. Поэтому при составлении алгоритма работы системы управления микроконтроллером необходимо прописать определенные параметры, при которых устройство отключается случайно.Например, указывается максимально допустимое значение температуры корпуса устройства, а также ток, протекающий в каждой фазе на выходе.

Кроме того, необходимо учитывать, что при нулевом значении потребления тока в одной фазе (при условии, что в других больше) должно выполняться аварийное отключение. Исходя из всего этого, необходимо составить алгоритм работы, который записан в микроконтроллер. Именно по такой схеме устройство и будет работать.

Преобразователь частоты для асинхронного двигателя Двигатель также должен изменять скорость вращения ротора. Переменный резистор подключен через делитель напряжения к порту ввода-вывода. Алгоритм должен учитывать, что при изменении сопротивления на данном входе контроллера необходимо увеличивать или уменьшать частоту вращения ротора.

Трехфазный асинхронный двигатель высокого напряжения серии

YPKK Высоковольтный двигатель серии YPKK с преобразователем частоты Трехфазный асинхронный двигатель высокого напряжения серии YPKK (номер сиденья 355-800) представляет собой серию продуктов, разработанных и изготовленных на основе оригинального двигателя Y / Высоковольтный двигатель серии YKK.Двигатели этой серии используются вместе с преобразователями для контроля скорости работы двигателя и удовлетворения производственных потребностей промышленных и горнодобывающих машин и оборудования. Моторы этой серии прочного универсального типа. Их уровни напряжения и мощности такие же, как у высоковольтных двигателей Y и YKK с короткозамкнутым ротором, поэтому их можно заменять без разбора.

Высоковольтный двигатель с регулируемой частотой вращения вентилятора соответствует международному стандарту IEC, а механические размеры и допуски каждого компонента соответствуют национальным и международным стандартам.

Высоковольтный трехфазный асинхронный двигатель YPKK с преобразователем частоты также имеет коробчатую конструкцию, седло сварено стальной пластиной, легкий вес, хорошая жесткость. Высоковольтный двигатель вентилятора закрыт, а верхняя часть двигателя оборудована независимым воздушно-воздушным охладителем с преобразователем частоты.

Обмотка статора регулируемого высоковольтного двигателя вентилятора ЯПКК изготовлена ​​из жаропрочного изоляционного материала марки F. Верх обмотки надежно завязан. Высоковольтный двигатель YKK обладает хорошими изоляционными характеристиками и механической прочностью благодаря пропитке под вакуумом.Ротор имеет структуру беличьей клетки с надежными литыми алюминиевыми или медными проводниками. Подшипники бывают двух типов: подшипники качения и подшипники скольжения.

Вентилятор YPKK высоковольтный регулируемый трехфазный асинхронный двигатель может использоваться на электростанциях, гидроустановках, нефтехимической, металлургической, горнодобывающей и других отраслях промышленности. Например, компрессоры, насосы, вентиляторы и другое механическое оборудование. Двигатель обладает такими преимуществами, как высокий КПД, низкий уровень шума, низкая вибрация, легкий вес, надежное качество, удобная установка и обслуживание.

Диапазон высоты по центру: h455-800 мм

Диапазон мощности: 355–3500 кВт

Экстремум: 2/4/6/8/

Номинальное напряжение: 6000 В / 66000 В / 10000 В / 11000 В

Номинальная частота: 50/60 Гц

Уровень защиты: IP54 или IP55

Класс изоляции: F

Рабочая система: S1 (непрерывная)

Режим охлаждения: IC666

Форма установки: IMB3

Способ подключения двигателя: Y (три выводных клеммы в распределительной коробке, распределительная коробка, если смотреть со стороны удлинителя шпинделя, расположена с правой стороны сиденья)

Высота: не более 1000М

Этот тип двигателя подходит для использования в помещениях, где температура окружающего воздуха не превышает 40 C и отсутствует серьезная пыль, самая низкая температура окружающего воздуха составляет -15 C, а в воздухе нет агрессивных и взрывоопасных газов (которые также может быть преобразован в двигатель в жарких и влажных областях или областях плато).