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:
- Преобразователи, специально предназначенные для однофазных двигателей.
- Преобразователи с опциональной возможностью подключения однофазных двигателей, при этом необходимо использовать соответствующие настройки и схему подключения.
- 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.
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.
Тоже самое касается и количества циклов включения/выключения в единицу времени.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
Схема подключения частотного преобразователя: звезда — треугольник
Перейти в каталог продукции: Частотные преобразователи
Для управления трехфазным асинхронным двигателем применяются частотные преобразователи (инверторы), рассчитанные на однофазное или трехфазное входное напряжение.
Инверторы обеспечивают возможность мягкого запуска двигателя и регулировки частоты оборотов, защиту от перегрузок. Кроме этого, частотник позволяет подключать трехфазные двигатели к однофазным сетям без потерь мощности. Преобразователи частоты трансформируют напряжение электросети частотой 50 Гц в импульсное с частотой от 0 Гц до 1 кГц.
Внимание: представленная схема является общей. При подключении используйте схему из инструкции по эксплуатации!
Однофазные преобразователи частоты рассчитаны на входное напряжение 1 фаза 220 В и на выходе формируют трехфазное напряжение 220 В заданной частоты. Иными словами, однофазный инвертор обеспечивает трехфазное питание асинхронного двигателя от бытовых электросетей. При использовании однофазных частотных преобразователей, в клеммной коробке двигателя, клеммы подключают по схеме «треугольник» (Δ). При подключении трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети 220 В, при использовании конденсаторной схемы, неизбежна большая потеря мощности.
В то время как, при пользовании однофазного частотного преобразователя, подключаемого в двигателю по схеме «треугольник» (Δ), потерь мощности не происходит.
Более совершенные трехфазные преобразователи частоты работают от промышленных трехфазных сетей с напряжением 380 В, 50 Гц. Частота напряжения на выходе – от 0 Гц до 1кГц. Трехфазные инверторы подключают по схеме «звезда» (Y).
Трехфазный частотный преобразователь подключают асинхронному двигателю по схеме звезда:
Однофазный частотный преобразователь подключают асинхронному двигателю по схеме треугольник:
Для ограничения пускового тока и снижения пускового момента при пуске асинхронного двигателя мощностью более 5 кВт может применяться метод переключения «звезда-треугольник». В момент пуска напряжение на статор подключается по схеме «звезда», как только двигатель разгонится до номинальной скорости, производится переключение питания на схему «треугольник».
Пусковой ток при переключении втрое меньше, чем при прямом пуске двигателя от сети. Этот метод пуска оптимально подходит для механизма с большой маховой массой, если нагрузка набрасывается после разгона.
Способ пуска переключением «звезда-треугольник» можно использовать только для двигателей, имеющих возможность подключения по обеим схемам. При пуске наблюдается уменьшение пускового момента на треть от номинального. Если переключение произойдет до того, как двигатель разгонится, ток увеличится до значений, соответствующих току прямого пуска.
При пуске переключением «звезда-треугольник» неизбежны резкие скачки токов, в отличие от плавного нарастания при прямом пуске. В момент переключения на «треугольник» на двигатель не подается напряжение и скорость вращения может резко снизится. Для восстановления частоты оборотов требуется увеличение тока.
Перейти в каталог продукции: Частотные преобразователи
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.
- Соедините клемму GND VFD с землей.
- Подключите клеммы L и N к источнику питания переменного тока.
- Проверьте, работает ли дисплей ЧРП по умолчанию. Если нет, сбросьте VFD.
- 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
- Подключите фазы U, V, W ЧРП к клеммам асинхронного двигателя, как показано в следующей инструкции по подключению (конденсаторы однофазного двигателя можно снять, если необходимо).
- Установите однофазный частотно-регулируемый привод в режим клавиатуры ( P0-02 ).
- Набор типов двигателя ( P1-00 ), номинальной мощности ( P1-01 ), номинального напряжения ( P1-02 ) и номинального тока ( P1-03 ).
- Установите номинальную частоту двигателя ( P1-04 ) и номинальную скорость ( P1-05 ).
- 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.
- 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.
- Если ток слишком большой, нажмите STOP , чтобы немедленно остановить работу. Затем измените значение
- Если ток все еще слишком велик, немедленно остановите ЧРП. Переключите выход ЧРП U и W фазы.
- 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 .
- 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.
- Код функции режима автоматической настройки: P1-11 . 0 означает отсутствие действий, 1 означает статическую автоматическую настройку двигателя, а 2 означает автоматическую настройку вращения двигателя.
- 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 привод (VFD) Часто задаваемые вопросы
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.
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.