Avtosfera76.ru

Авто Сфера №76
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Частотный регулятор оборотов трехфазного асинхронного двигателя

Что такое преобразователь частоты и для чего он нужен?

Для регулирования работы асинхронного двигателя с целью не допустить снижения его КПД применяют специальные устройства – частотные преобразователи. Их работа заключается в том, что они плавно изменяют скорость вращения двигателя, с помощью смены частоты питающего напряжения.

В данной статье мы постараемся рассмотреть ряд незаметных, на первый взгляд, особенностей в работе асинхронного электродвигателя и проанализируем, насколько важно в ходе его эксплуатации использовать частотный преобразователь.

Частотные преобразователи для электродвигателей в Санкт-Петербурге

ООО “Инстарт” (Санкт-Петербург) производит высококачественные преобразователи частоты (ПЧ) для двигателя. В нашем ассортименте вы сможете найти частотные преобразователи для асинхронных и синхронных электромоторов.

Для чего следует купить частотный преобразователь для электродвигателя?

Количество вращений ротора синхронного и асинхронного мотора в единицу времени находится в зависимости от частоты напряжения питания. Частотник необходим для того, чтобы появилась возможность регулировки частоты напряжения на входе двигателя.

Таким образом, с помощью частотного преобразователя регулятора оборотов электродвигателя становится возможным контролировать частоту вращения ротора и осуществлять плавный пуск. Это, в свою очередь, помогает экономить электроэнергию, а также удлиняет срок эксплуатации оборудования. Ведь хороший высокочастотный преобразователь частоты тока позволяет создавать оптимальные схемы управления технологическими процессами.

Современный модельный ряд промышленных преобразователей частоты

Для заказа доступны частотных преобразователи различных производителей, отличающиеся техническими характеристиками, возможностями применения и особенностями работы.

  • Преобразователи частоты Lenze представлены моделями с широким диапазоном мощностей от 0,25 до 500кВт для однофазной или трехфазной сети напряжением 230В/80В с возможностью векторного управления для установки в рабочие шкафы оборудования или отдельно от шкафа рядом с двигателем. Помимо общепромышленных моделей в ряду приборов Lenze выпущены специализированные варианты для управления насосным и вентиляционным оборудованием.
  • Преобразователи частоты Innovert имеют широкий модельный ряд экономичных приборов с возможностью выбора подходящего варианта практически под любые условия эксплуатации. Устройства отличаются универсальностью применения, простотой управления и компактными размерами корпуса. Специально для применения в системах вентиляции и кондиционирования разработана версия преобразователя Innovert в двух модификациях: с предустановленными настройками и с возможностью задания пользовательских параметров работы.
  • Преобразователи частоты Mitsubishi Electric в отличие от аналогичных моделей других производителей выгодно отличаются повышенным энергосбережением в сочетании с высокой надежностью и улучшенной производительностью. Модели представлены в широком диапазоне мощностей от 0,2 до 630кВт для работы с различными типами двигателей. Благодаря простоте настройки и управления преобразователи Mitsubishi быстро внедряются в работу на любом этапе.
  • Многофункциональные частотные преобразователи Delta Electronics имеют широкую линейку преобразовательного оборудования, позволяющую подобрать оптимальный прибор для различных условий применения. Помимо стандартных общепромышленных моделей для контроля электродвигателей различной мощности в ряду преобразователей Delta представлены варианты для лифтового оборудования, насосных установок, вентиляторных нагрузок. Особой популярностью пользуются бюджетные варианты, имеющие полноценный функционал стандартных моделей при небольшой стоимости прибора и эксплуатации.
  • Преобразователи частоты INSTART – многофункциональные приборы отечественного производителя с широким модельным рядом. Надёжно контролируют рабочие параметры электроприводных систем в процессе работы. Основное направление использования — синхронные и асинхронные одно- и трёхфазные двигатели. Усовершенствованы и адаптированы к российскому производству.
  • Преобразователи частоты SIEMENS – высокоточные и эффективные устройства, которые обеспечивают подачу питания по заданным параметрам на электродвигатели, а также надежно защищают от скачков напряжения и внешних помех. Правильный подбор электродвигателя и частотного преобразователя через сопоставление параметров на выходе гарантирует высокий КПД, стабильную и безаварийную работу всей системы в целом.

Критерии выбора

В «НТЦ Приводная Техника» вы можете заказать устройства проверенных брендов:

  • Mitsubishi Electric — качественные, надежные и удобные в эксплуатации;
  • LS (LG) — функциональные ПЧ среднего ценового сегмента;
  • ProfiMaster — надежный и универсальный ПЧ для российского рынка, применяется для насосных систем и управления механизмами, в том числе лифтами.
Читать еще:  Как установить дополнительный радиатор охлаждения двигателя

Устройство подбирают к конкретному типу электродвигателя. Важный момент: ток ПЧ должен быть больше номинального тока двигателя. Частотник нужно выбирать, ориентируясь также на тип оборудования, оказывающего механическую нагрузку на электродвигатель (это может быть насос, вентилятор, конвейер, тяга).

Есть преобразователи двух категорий:

  • для работы только в легком режиме, когда нагрузку оказывает вентилятор или центробежный насос;
  • ПЧ для нормального или тяжелого режима работы — при применении с другими видами нагрузки, отличными от вентилятора и центробежного насоса для воды.

Поэтому важно обязательно учитывать назначение серии преобразователя частоты.

Основные сведения о частотно-регулируемом электроприводе

Частотник в комплекте с асинхронным электродвигателем позволяет заменить электропривод постоянного тока. Системы регулирования скорости двигателя постоянного тока достаточно просты, но слабым местом такого электропривода является электродвигатель. Он дорог и ненадежен. При работе происходит искрение щеток, под воздействием электроэрозии изнашивается коллектор. Такой электродвигатель не может использоваться в запыленной и взрывоопасной среде.

Асинхронные электродвигатели превосходят двигатели постоянного тока по многим параметрам: они просты по устройству и надежны, так как не имеют подвижных контактов. Они имеют меньшие по сравнению с двигателями постоянного тока размеры, массу и стоимость при той же мощности. Асинхронные двигатели просты в изготовлении и эксплуатации.

Основной недостаток асинхронных электродвигателей – сложность регулирования их скорости традиционными методами (изменением питающего напряжения, введением дополнительных сопротивлений в цепь обмоток). Управление асинхронным электродвигателем в частотном режиме до недавнего времени было большой проблемой, хотя теория частотного регулирования была разработана еще в тридцатых годах. Развитие частотно-регулируемого электропривода сдерживалось высокой стоимостью преобразователей частоты. Появление силовых схем с IGBT-транзисторами, разработка высокопроизводительных микропроцессорных систем управления позволило различным фирмам Европы, США и Японии создать современные преобразователи частоты доступной стоимости.

Известно, что регулирование частоты вращения исполнительных механизмов можно осуществлять при помощи различных устройств: механических вариаторов, гидравлических муфт, дополнительно вводимыми в статор или ротор резисторами, электромеханическими преобразователями частоты, статическими преобразователями частоты.

Применение первых четырех устройств не обеспечивает высокого качества регулирования скорости, неэкономично, требует больших затрат при монтаже и эксплуатации. Статические преобразователи частоты являются наиболее совершенными устройствами управления асинхронным приводом в настоящее время.

Принцип частотного метода регулирования скорости асинхронного двигателя заключается в том, что, изменяя частоту f1 питающего напряжения, можно в соответствии с выражением

неизменном числе пар полюсов p изменять угловую скорость магнитного поля статора.

Этот способ обеспечивает плавное регулирование скорости в широком диапазоне, а механические характеристики обладают высокой жесткостью.

Регулирование скорости при этом не сопровождается увеличением скольжения асинхронного двигателя, поэтому потери мощности при регулировании невелики. Для получения высоких энергетических показателей асинхронного двигателя – коэффициентов мощности, полезного действия, перегрузочной способности – необходимо одновременно с частотой изменять и подводимое напряжение.

Закон изменения напряжения зависит от характера момента нагрузки Mс . При постоянном моменте нагрузки Mс=const напряжение на статоре должно регулироваться пропорционально частоте:

Для вентиляторного характера момента нагрузки это состояние имеет вид:

При моменте нагрузки, обратно пропорциональном скорости:

Таким образом, для плавного бесступенчатого регулирования частоты вращения вала асинхронного электродвигателя, преобразователь частоты должен обеспечивать одновременное регулирование частоты и напряжения на статоре асинхронного двигателя.

Преимущества использования регулируемого электропривода в технологических процессах

Применение регулируемого электропривода обеспечивает энергосбережение и позволяет получать новые качества систем и объектов. Значительная экономия электроэнергии обеспечивается за счет регулирования какого-либо технологического параметра. Если это транспортер или конвейер, то можно регулировать скорость его движения. Если это насос или вентилятор – можно поддерживать давление или регулировать производительность. Если это станок, то можно плавно регулировать скорость подачи или главного движения.

Читать еще:  Высокие обороты двигателя в пробке

Особый экономический эффект от использования преобразователей частоты дает применение частотного регулирования на объектах, обеспечивающих транспортировку жидкостей. До сих пор самым распространённым способом регулирования производительности таких объектов является использование задвижек или регулирующих клапанов, но сегодня доступным становится частотное регулирование асинхронного двигателя, приводящего в движение, например, рабочее колесо насосного агрегата или вентилятора.

Перспективность частотного регулирования наглядно видна из рисунка 1

Таким образом, при дросселировании поток вещества, сдерживаемый задвижкой или клапаном, не совершает полезной работы. Применение регулируемого электропривода насоса или вентилятора позволяет задать необходимое давление или расход, что обеспечит не только экономию электроэнергии, но и снизит потери транспортируемого вещества.

Структура частотного преобразователя

Большинство современных преобразователей частоты построено по схеме двойного преобразования. Они состоят из следующих основных частей: звена постоянного тока (неуправляемого выпрямителя), силового импульсного инвертора и системы управления.

Звено постоянного тока состоит из неуправляемого выпрямителя и фильтра. Переменное напряжение питающей сети преобразуется в нем в напряжение постоянного тока. Силовой трехфазный импульсный инвертор состоит из шести транзисторных ключей. Каждая обмотка электродвигателя подключается через соответствующий ключ к положительному и отрицательному выводам выпрямителя. Инвертор осуществляет преобразование выпрямленного напряжения в трехфазное переменное напряжение нужной частоты и амплитуды, которое прикладывается к обмоткам статора электродвигателя.

В выходных каскадах инвертора в качестве ключей используются силовые IGBT-транзисторы. По сравнению с тиристорами они имеют более высокую частоту переключения, что позволяет вырабатывать выходной сигнал синусоидальной формы с минимальными искажениями.

Принцип работы преобразователя частоты

Преобразователь частоты состоит из неуправляемого диодного силового выпрямителя В, автономного инвертора , системы управления ШИМ, системы автоматического регулирования, дросселя Lв и конденсатора фильтра Cв (рис.2). Регулирование выходной частоты fвых. и напряжения Uвых осуществляется в инверторе за счет высокочастотного широтно-импульсного управления.

Широтно-импульсное управление характеризуется периодом модуляции, внутри которого обмотка статора электродвигателя подключается поочередно к положительному и отрицательному полюсам выпрямителя.

Длительность этих состояний внутри периода ШИМ модулируется по синусоидальному закону. При высоких (обычно 2…15 кГц) тактовых частотах ШИМ, в обмотках электродвигателя, вследствие их фильтрующих свойств, текут синусоидальные токи.

Таким образом, форма кривой выходного напряжения представляет собой высокочастотную двухполярную последовательность прямоугольных импульсов (рис. 3). Частота импульсов определяется частотой ШИМ, длительность (ширина) импульсов в течение периода выходной частоты АИН промодули-рована по синусоидальному закону. Форма кривой выходного тока (тока в обмотках асинхронного электродвигателя) практически синусоидальна.

Регулирование выходного напряжения инвертора можно осуществить двумя способами: амплитудным (АР) за счет изменения входного напряжения Uв и широтно-импульсным (ШИМ) за счет изменения программы переключения вентилей V1-V6 при Uв = const.

Второй способ получил распространение в современных преобразователях частоты благодаря развитию современной элементной базы (микропроцессоры, IBGT-транзисторы). При широтно-импульсной модуляции форма токов в обмотках статора асинхронного двигателя получается близкой к синусоидальной благодаря фильтрующим свойствам самих обмоток.

Такое управление позволяет получить высокий КПД преобразователя и эквивалентно аналоговому управлению с помощью частоты и амплитуды напряжения. Современные инверторы выполняются на основе полностью управляемых силовых полупроводниковых приборов – запираемых GTO – тиристоров, либо биполярных IGBT-транзисторов с изолированным затвором. На рис. 2.45 представлена 3-х фазная мостовая схема автономного инвертора на IGBT-транзисторах.

Она состоит из входного емкостного фильтра Cф и шести IGBT-транзисторов V1-V6 включенными встречно-параллельно диодами обратного тока D1-D6.

За счет поочередного переключения вентилей V1-V6 по алгоритму, заданному системой управления, постоянное входной напряжение Uв преобразуется в переменное прямоугольно-импульсное выходное напряжение. Через управляемые ключи V1-V6 протекает активная составляющая тока асинхронного электродвигателя, через диоды D1-D6 – реактивная составляющая тока.

Читать еще:  Датчик работы двигателя для глонасс

И – трехфазный мостовой инвертор;
В – трехфазный мостовой выпрямитель;
Сф – конденсатор фильтра;

Частотные преобразователи для электродвигателей: нюансы выбора

Стандартный частотник для асинхронного двигателя не предусматривает работу с однофазным двигателем. В подавляющем большинстве случаев требуется купить частотный преобразователь для асинхронного двигателя с тремя фазами. Все дело в том, что под словами «однофазный частотник для регулировки оборотов двигателя» обычно имеется в виду устройство, которое питается от однофазной сети с напряжением 220В. Но на выходе такой частотный преобразователь для электродвигателя имеет три фазы по 220В, поэтому он также предназначен для управления трехфазным двигателем.

Тем не менее, следует отметить, что частотники для регулировки оборотов однофазного двигателя все же существуют, просто встречаются они очень редко.

Регуляторы скорости вращения вентилятора, частотные преобразователи для систем вентиляции и кондиционирования — производство в Санкт-Петербурге, продажа в Москве, СПб, поставки по России. Закажите оптом по доступной цене.

СРС, СРМ

Симисторный регулятор скорости для однофазных асинхронных двигателей. Плавное регулирование скорости. Широкий диапазон регуляторов: от 1 до 7 А. Скрытый и поверхностный монтаж. Настраиваемый нижний предел регулирования.

СРМ2,5Щ и СРМ5Щ

Симисторный регулятор скорости для однофазных асинхронных двигателей для установки в щиты управления. Пластмассовый корпус на DIN-рейку. Плавное регулирование скоростью вращения. Управление внешним сигналом 0-10 В или внешним потенциометром 4,7-10 кОм.

VLT Micro Drive FC 51

VLT® Micro Drive является преобразователем частоты общепромышленного применения, способным управлять двигателями мощностью до 22 кВт. Он отлично подходит для работы в промышленных установках и системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

ATV212

Частотный преобразователь. Управление трехфазными асинхронными двигателями мощностью от 0,75 до 75 кВт. Предназначен для использования в современных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Производство Schneider Electric.

ATV310

Частотный преобразователь. Управление трехфазными асинхронными двигателями мощностью от 0,37 до 11 кВт. Предназначен для использования в современных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Производство Schneider Electric.

Самая экономичная серия преобразователей частоты. Управление трехфазными асинхронными двигателями мощностью от 0,4 до 4,0 кВт. Позволяют подключать трехфазные вентиляторы на 380 В к бытовой однофазной сети 220 В. Данные частотные преобразователи предназначены для использования совместно с вентиляторами и насосами. Производство INSTART.

Управление трехфазными асинхронными двигателями мощностью от 0,37 до 22 кВт. Предназначен для использования там, где требуется векторное управление с открытым контуром: вентиляторы, насосы, дробилки, компрессоры и прочее. Имеют предустановленные установки для наиболее востребованных задач. Производство INSTART.

Управление трехфазными асинхронными двигателями мощностью от 4,0 до 630 кВт. Предназначен для использования там, где требуется векторное управление с открытым и замкнутым контуром: конвейеры, подъемные механизмы, станки и прочее. Имеют возможность подключения плат расширения и предустановленные установки для наиболее востребованных задач. Производство INSTART.

Регуляторы скорости вращения асинхронных двигателей применяются в системах вентиляции для управления расходом воздуха.

Симисторные регуляторы предназначены для плавного изменения скорости вращения однофазных асинхронных двигателей. Регулирование ведется от минимально возможного значения напряжения (при котором вентилятор начинает стабильно вращаться, обычно это 120В) до значения 220В.

Частотные преобразователи ATV212 предназначены для управления трехфазными асинхронными двигателями мощностью от 0,75 до 75 кВт. Легко интегрируется в систему обслуживания зданий за счет использования различных коммуникационных карт.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector