Подключение частотника к однофазному двигателю: Работа частотника с однофазным двигателем

Работа частотника с однофазным двигателем

В силу ряда причин однофазные двигатели получили широкое распространение в быту. Их, как и трехфазные приводы, можно подключать через преобразователи частоты, при этом сохраняются все преимущества такой схемы подключения — плавный разгон и замедление, установка любой скорости вращения, контроль за током и моментом на валу, защита. Однако подключение однофазных двигателей имеет свои особенности, о которых мы и расскажем ниже.

Электродвигатель

В статье пойдет речь об однофазных асинхронных электродвигателях, имеющих два вывода питания и питающее напряжение 220 или 380 В при номинальной частоте 50 Гц. Как правило, такие агрегаты имеют в своей схеме пусковой либо фазосдвигающий конденсатор.

Частотный преобразователь

По способу подключения питания на входные клеммы различают однофазные и трехфазные частотники. При этом однофазные частотные преобразователи питаются фазным напряжением 220 В, трехфазные – линейным 380 В. Однако на выходе ПЧ обычно вырабатывается трехфазное напряжение со сдвигом фаз 120°, величина которого ограничена напряжением питания на входе.

Однофазный и трехфазный преобразователи SIEMENS Micromaster 420

В контексте однофазных двигателей преобразователи частоты можно условно разделить на три группы:

1. Преобразователи, специально предназначенные для однофазных двигателей.
2. Преобразователи с опциональной возможностью подключения однофазных двигателей, при этом необходимо использовать соответствующие настройки и схему подключения.
3. Преобразователи без возможности подключения однофазного двигателя.

Мы рассмотрим частотники из второй группы.

Обратите внимание! Не стоит путать преобразователи с однофазным питанием по входу с частотниками, имеющими однофазный выход. Возможны комбинации, когда преобразователь с однофазным питанием имеет на выходе 3 фазы с напряжением 220 В, либо когда ПЧ с трехфазным питанием выдает на однофазный двигатель напряжение 220 или 380 В.

Особенности подключения

Как было сказано выше, не каждый частотный преобразователь может работать с однофазным двигателем, поскольку при его подключении третья (неподключенная) фаза фактически будет в обрыве, что вызовет ошибку. Поэтому необходимо внимательно ознакомиться с документацией к ПЧ — производитель должен явно указать, что имеется возможность подключения и работы однофазной нагрузки.

Поскольку однофазный двигатель содержит конденсатор, при изменении рабочей частоты не удастся обеспечить нужный сдвиг фаз, и двигатель на пониженных частотах (менее 30 Гц) будет перегреваться. Это следует учитывать при выборе диапазона рабочих частот и способа охлаждения привода.

При однофазном подключении двигателя оперативный реверс через панель управления или настройки ПЧ невозможен. Поменять направление вращения можно, изменив схему подключения обмоток внутри двигателя.

Настройка преобразователя частоты

При настройке частотника нужно обратить внимание на следующие моменты:

• По возможности ограничить время разгона и торможения с целью уменьшения нагрева ПЧ и двигателя. Тоже самое касается и количества циклов включения/выключения в единицу времени.
• Выбрать скалярный режим частотного управления.
• Отключить контроль обрыва фаз на выходе ПЧ.
• Перед первым пуском обязательно провести автоматическую настройку (адаптацию) согласно инструкции.

Здесь нужно обратить внимание на один важный момент. Однофазный двигатель имеет КПД ниже, чем трехфазный с теми же параметрами. Это следует учитывать при выборе пары ПЧ/двигатель. Для повышения КПД и уменьшения нагрева можно экспериментально выставить точки на вольт-частотном графике. Как вариант, можно отключить пусковой конденсатор, а выводы от пусковой и рабочей обмоток подключить к выходу трехфазного преобразователя. Далее провести настройку, как указано выше.

Переделка однофазного двигателя в трехфазный

Нередко однофазный асинхронный двигатель на деле оказывается трехфазным. Его переделка на одну фазу обычно связана с ограничениями по питанию, которое в некоторых локациях может быть только однофазным.

Перед тем, как подключать однофазный двигатель к ПЧ, можно проверить возможность его работы на трех фазах. Для этого нужно вскрыть борно, определить тип двигателя и его исходную схему. Чаще всего выясняется, что привод имеет трехфазное питание с линейным напряжением 220 В и собран по схеме «Треугольник», при этом для обеспечения его работы от одной фазы применяют фазосдвигающий конденсатор. Следовательно, достаточно исключить из схемы конденсатор и запускать двигатель по обычной трехфазной схеме.

Другие полезные материалы:
5 шагов подключения неизвестного электродвигателя
Преимущества векторного управления электродвигателем
Настройка ПЧ для работы на несколько двигателей

Преобразователь частоты для однофазного двигателя

Помимо распространенных 3-х фазных асинхронных двигателей, на рынке предлагают однофазные моторы. Чаще всего ими являются насосы и вентиляторы. Самые популярные агрегаты в промышленности и в быту. И тут возникает вопрос? Как же ими управлять и регулировать скорость. Способов великое множество. Но самый эффективный, это когда подключают преобразователь частоты для однофазного двигателя.

Из этой статьи вы узнаете:

Однофазный асинхронный двигатель
Способы подключения мотора
Подключение преобразователя частоты и однофазного двигателя

Всем привет! С вами Гридин Семён, и в этом посте мы поговорим с вами о нюансах управления асинхронными однофазными двигателями. Какой способ управления лучше? Разберём такой вопрос — частотное управление двигателем более подробно.

Однофазный асинхронный двигатель

Наибольшее применение такие моторы нашли в быту и малом бизнесе. Они необходимы там, где нет трёхфазной сети. Мощность их ограничивается лишь частотой сети. Сами по себе аппараты маломощные, в диапазоне от 500 Ватт до 2 килоВатт.

Принцип работы однофазного двигателя заключается в смещении обмоток в пространстве относительно друг друга. Ключевым моментом является сдвиг фазы в обмотках на 120 градусов. Главным «фазосдвигателем» у нас является конденсатор. Как правило, он подключён последовательно в цепи статорной обмотки.

По конструкции моторы могут различаться. Так что, не к любому можно подключить преобразователь частоты, нужно обращать внимание прежде всего на схему подключения обмоток. Двухфазный двигатель с рабочей и пусковой обмоткой точно не сможет запуститься, совсем другой принцип работы. Мы к этому ещё вернёмся…

Способы подключения мотора

А теперь давайте рассмотрим несколько способов подключений:

• конденсаторный способ;
• частотный способ;
• фазовое управление с помощью симистора;

Какой из способов лучше всего? Знаете, всё зависит от задачи, которую нужно решить… А так на вкус и цвет, сами знаете…

Если вы мало знакомы с преобразователем частоты, можете ознакомиться в статье «Чего вы не знаете о преобразователе частоты?»

Конденсаторный способ подключений

Бюджетное подключение трехфазных моторов к однофазной сети. Просто цепляем конденсатор последовательно в цепи обмотки и превращаем аппарат из трехфазного в однофазный. Вот схема:

Сп — пусковой конденсатор, а Ср — рабочий конденсатор. Как подбирать ёмкость в этом случае я расписывать не буду. В просторах интернета есть полно информации по этому поводу.

Фазовое управление с помощью симистора

Это один из самый старых способов управления. Две обмотки двигателя подключаются параллельно, одна из них с конденсатором. К точкам обмоток соединяем симисторный регулятор. Их актуальность, по-моему мнению, ещё не пропала. Лучше всего использовать для не тяжёлых нагрузок (вентиляторы, насосы).

Важно! Учитывайте, что сим. блоки в основном предназначены для активной нагрузки. Так как мотор — это индуктивная нагрузка, поэтому активный ток делим примерно на 10. Если ток активной нагрузки равен 50, то индуктивный будет 5.

На выходе устройства формируется напряжение сетевой частоты 50 Гц и настраивается среднеквадратичное число. Таким образом мы меняем время открытого состояния симистора за период следования напряжения. Единственный недостаток: момент на валу падает относительно снижения напряжения. Вот вам пример Autonics SPK1:

Входы для регулировки скорости универсальные. Сюда можно подключить и потенциометр 1 кОм, и датчик с токовым сигналом 4-20 мА, и напряжение 0-5 В.

Частотный способ

О популярности преобразователя частоты нет смысла говорить. Так как это устройство давно известно всем. Частотный способ является основным в нашем 21 веке. Скорость регулируется с помощью ШИМ-модуляции. Достаточно сложный девайс, требующий отдельной статьи. По входному напряжению существуют как и 380 В, так и 220В. Но что же получается по выходу?

На рынке есть готовые варианты и на однофазный, и на трёхфазный электродвигатель. Просто нужно подобрать схемное решение.

Но, бывают случаи когда ПЧ с однофазным выходом не по карману. Или у вас на полке лежит трёхфазный ПЧ. Давайте рассмотрим вариант подключения мотора к преобразователю частоты.

Подключение преобразователя частоты и однофазного двигателя

В такой схеме есть ряд существенных недостатков:

1. Запуск двигателя происходит при минимальной частоте 30 Гц;
2. Частоту ниже 30 Гц можно регулировать, но не рекомендуется, очень вредно для движка;
3. Есть нюанс с настройкой пускового напряжения, требуется немного загрублять параметр;

Для решения вопроса с подключением двух устройств поможет нам обычный дроссель. Катушка индуктивности поможет нам подавить ёмкость в схеме, таким образом давая возможность частотнику спокойно подавать синусоиду на движок. Да, вот схема:

Всё элементарно, правда. Видео, к сожалению не сохранилось. Выкладываю фото с ПЧ Eaton и однофазным насосом.

Производителей ПЧ в мире очень много. Поэтому из настроек я могу направить вас примерно и в общих чертах, если будут возникать проблемы с подключениями. Основная мысль заключается в том, что при пуске двигателя минимальное напряжение и частоту поднять вверх. Но делать это нужно осторожно и аккуратно, есть шанс спалить мотор.

И еще рекомендую ограничить минимальную частоту на 30 Гц, чтобы не допустить запуска вхолостую и перегрева.  Двигатель начинает сильно греться, при пуске на низких частотах.

На этом у меня всё, друзья…

Мне очень нравится кататься на велосипеде. Ещё больше — модернизировать, добавлять что-то новое и интересное. Я совсем недавно в просторах интернета нашёл комплект электромотора для заднего колеса. Комплекты существуют, как и для переднего колеса, так и для заднего:

Загорелся идеей поставить и на свой велобайк. Может кто сталкивался? Кто-то ставил? Хочу увидеть ваше мнение… Пишите в комментариях.

Надеюсь моя статья помогла вам определиться с выбором подключения однофазного двигателя? Если что-то не дописал, напишите в комментариях, исправлю…)

P. S. Небольшой анонс следующей статьи:

Широкая доступность фотоустройств породила новую проблему — потребность в эффективных инструментах цифрового монтажа. На этом рынке традиционно доминирует профессиональный графический пакет Adobe Photoshop. Но, не стоит ограничивать свой кругозор только им. Существует огромное количество достойных фоторедакторов, покрывающих 90% повседневных нужд фотографов-любителей.

Спасибо за то, что читаете мои статьи! Всего вам доброго!!

С уважением, Гридин Семён

 

Подключение частотно-регулируемого привода для управления скоростью однофазного двигателя

Частотно-регулируемый привод (ЧРП), обычно используемый для управления скоростью трехфазного асинхронного двигателя. Технически можно использовать частотно-регулируемый привод для управления скоростью однофазного двигателя, но мы должны отметить, что управление скоростью однофазного двигателя с помощью частотно-регулируемого привода может привести к перегреву двигателя переменного тока, а также к сокращению срока службы. Рекомендуется заменить двигатель на трехфазный двигатель переменного тока, который также можно подключить к однофазному источнику питания с помощью однофазного или трехфазного частотно-регулируемого привода, а затем управлять скоростью. В любом случае, здесь GoHz покажет вам подробности в видео о работе однофазного двигателя на частотно-регулируемом приводе.

Транскрипция видео:

Подключение частотно-регулируемого привода к однофазному источнику питания
ГГц выберите однофазный частотно-регулируемый привод мощностью 2 л.с. в демонстрационном видеоролике.

1. Соедините клемму GND VFD с землей.
2. Подключите клеммы L и N к источнику питания переменного тока.
3. Проверьте, работает ли дисплей ЧРП по умолчанию. Если нет, сбросьте VFD.
4. Ознакомиться с клавиатурой частотно-регулируемого привода с однофазным частотным преобразователем в гогерцах.
   Как правило, на панели VFD имеется 8 основных кнопок: ПУСК, СТОП, ПРОГРАММА, ДАННЫЕ/ВВОД, ВВЕРХ, ВНИЗ, JOG и SHIFT . Функции клавиатуры ЧРП разных марок в основном одинаковы. Кроме того, некоторые VFD имеют другие функциональные клавиши, такие как MONITORPDISPLAY и RESET .

Подключите однофазный двигатель к ЧРП

1. Подключите фазы U, V, W ЧРП к клеммам асинхронного двигателя, как показано в следующей инструкции по подключению (конденсаторы однофазного двигателя можно снять, если необходимо).
   
2. Установите однофазный частотно-регулируемый привод в режим клавиатуры ( P0-02 ).
3. Набор типов двигателя ( P1-00 ), номинальной мощности ( P1-01 ), номинального напряжения (
   P1-02 ) и номинального тока ( P1-03 ).
4. Установите номинальную частоту двигателя ( P1-04 ) и номинальную скорость ( P1-05 ).
5. Использование частотно-регулируемого привода для управления скоростью однофазного двигателя, функция потери фазы частотно-регулируемого привода должна быть отключена путем настройки P9-13 9. 0010 на 0, а затем начать ввод в эксплуатацию.
6. Нажмите RUN , частота поднимется до 50 Гц. Нажмите SHIFT для переключения отображаемых значений. Затем переключитесь на отображение тока (в амперах). Текущее отображаемое значение должно быть меньше или равно номинальному току частотно-регулируемого привода.
7. Если ток слишком большой, нажмите STOP , чтобы немедленно остановить работу. Затем измените значение P0-15 на 10 и значение P1-02 на 160 для повторного тестирования.
8. Если ток все еще слишком велик, немедленно остановите ЧРП. Переключите выход ЧРП U и W фазы.
9. Код функции P0-08 может быть установлен для управления номинальной рабочей частотой двигателя, время разгона устанавливается с помощью P0-17 , время торможения устанавливается с помощью P0-18 .
10. Ознакомьтесь с кодом ошибок защиты однофазного частотно-регулируемого привода (Гц). Соблюдайте значение по умолчанию теплового реле, значение настройки защиты от перегрузки. При необходимости эти значения можно изменить.

Функция автонастройки однофазного частотно-регулируемого привода в ГГц
При использовании функций векторного управления ЧРП и управления крутящим моментом необходимо использовать режим автонастройки однофазного частотно-регулируемого привода в ГГц.

1. Код функции режима автоматической настройки: P1-11 . 0 означает отсутствие действий, 1 означает статическую автоматическую настройку двигателя, а 2 означает автоматическую настройку вращения двигателя.
2. Нажмите ДАННЫЕ , чтобы сохранить настройки. В этот момент индикатор TRIP медленно мигает. Цифровые дисплеи ТуНП. После нажатия RUN , ЧРП начинает автонастройку. Это продлится 1 ~ 5 минут. После завершения автоматической настройки VFD переключится на начальный интерфейс.

Ввод в эксплуатацию однофазного частотно-регулируемого привода с ПК
После основных настроек частотно-регулируемого привода его можно подключить к ПК для ввода в эксплуатацию всей системы. Подключите линии управления ЧРП к ПК и измените режим работы ЧРП на терминальное управление. В соответствии с требованиями системы ПК установите диапазон частоты приема частотно-регулируемого привода на 0–5 В или 0–10 В и установите скорость отклика дискретизации аналогового частотного сигнала. Если требуется дополнительный монитор, выберите элемент контроля аналогового выхода и отрегулируйте диапазон терминала этого элемента контроля.

Термины: VFD, частотно-регулируемый привод (VFD), частотно-регулируемый привод (VSD), регулируемый привод (ASD), привод переменного тока имеют одно и то же значение.

 

Статья по теме: Трехфазный двигатель, работающий от однофазного источника питания

Можно ли использовать частотно-регулируемый привод (ЧРП) на однофазном двигателе?

Не рекомендуется использовать один двигатель с частотно-регулируемым приводом. Хотя это технически возможно, недостатки намного перевешивают любые преимущества, которые вы могли бы ожидать. В большинстве случаев дешевле перейти на 3-фазный двигатель для использования с ЧРП.

Связанный блог: переменный частотный диск (VFD) Часто задаваемые вопросы

Как работает с переменной частотой. и регулировка тока по требованию. ЧРП принимает трехфазный вход переменного тока, а затем выдает желаемый переменный или постоянный ток. Это позволяет двигателям эффективно работать при колебаниях нагрузки.

Преимущества ЧРП для системы

Управление скоростью двигателя дает множество преимуществ. Во-первых, частотно-регулируемый привод обеспечивает большую эффективность как в отношении использования мощности, так и скорости передачи в насосе или двигателе. ЧРП определяет нагрузку на систему и подает питание для компенсации. Он также решает такие проблемы, как системные сбои и перегрузки. Это автоматическое интеллектуальное управление может продлить срок службы двигателя, предотвратить отказ системы и повысить производительность.

Проблемы с использованием однофазного двигателя

Однофазные двигатели намотаны иначе, чем трехфазные. Чтобы использовать однофазный двигатель с ЧРП, двигатель должен быть инверторного класса, что означает оплату перемотки существующего двигателя или покупку нового двигателя. Даже если технические характеристики двигателя соблюдены, могут возникнуть проблемы с работой однофазного двигателя. Это чаще всего наблюдается на низких скоростях, когда двигатель вынужден работать на более низких оборотах.

Преимущества модернизации двигателя

Модификация однофазного двигателя для работы с ЧРП нерентабельна. Вместо того, чтобы тратить ресурсы на внесение необходимых изменений, обычно лучше перейти на трехфазный двигатель. Трехфазные двигатели не только дешевле, но и меньше по размеру и легче. Модернизация означает более длительный срок службы системы, улучшенный контроль выходной мощности и обеспечит дополнительные преимущества, такие как снижение рабочих температур.