Регулировка частоты вращения однофазного двигателя: Регулировка частоты вращения однофазного двигателя

Содержание

Устройство управления однофазным асинхронным двигателем

Однофазные асинхронные двигатели питаются от обычной сети переменного напряжения 220 В.

Наиболее распространённая конструкция таких двигателей содержит две (или более) обмотки — рабочую и фазосдвигающую. Рабочая питается напрямую, а дополнительная через конденсатор, который сдвигает фазу на 90 градусов, что создаёт вращающееся магнитное поле. Поэтому такие двигатели ещё называют двухфазные или конденсаторные.

Регулировать скорость вращения таких двигателей необходимо, например, для:

  • изменения расхода воздуха в системе вентиляции
  • регулирования производительности насосов
  • изменения скорости движущихся деталей, например в станках, конвеерах

В системах вентиляции это позволяет экономить электроэнергию, снизить уровень акустического шума установки, установить необходимую производительность.

Способы регулирования

Рассматривать механические способы изменения скорости вращения, например редукторы, муфты, шестерёнчатые трансмиссии мы не будем. Также не затронем способ изменения количества полюсов обмоток.

Рассмотрим способы с изменением электрических параметров:

  • изменение напряжения питания двигателя
  • изменение частоты питающего напряжения

Регулирование напряжением

  • Регулирование скорости этим способом связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя — разностью между скоростью вращения магнитного поля, создаваемого неподвижным статором двигателя и его движущимся ротором:
  • S=(n1-n2)/n2
  • n1 — скорость вращения магнитного поля
  • n2 — скорость вращения ротора
  • При этом обязательно выделяется энергия скольжения — из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя.
  • Данный способ имеет небольшой диапазон регулирования, примерно 2:1, а также может осуществляться только вниз — то есть, снижением питающего напряжения.
  • При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности.
  • Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.
  • На практике для этого применяют различные схемы регуляторов.

Автотрансформаторное регулирование напряжения

Автотрансформатор — это обычный трансформатор, но с одной обмоткой и с отводами от части витков. При этом нет гальванической развязки от сети, но она в данном случае и не нужна, поэтому получается экономия из-за отсутствия вторичной обмотки.

  1.  На схеме изображён автотрансформатор T1, переключатель SW1, на который приходят отводы с разным напряжением, и двигатель М1.
  2. Регулировка получается ступенчатой, обычно используют не более 5 ступеней регулирования.
  3.  Преимущества данной схемы:
      • неискажённая форма выходного напряжения (чистая синусоида)
      • хорошая перегрузочная способность трансформатора

 Недостатки:

      • большая масса и габариты трансформатора (зависят от мощности нагрузочного мотора)
      • все недостатки присущие регулировке напряжением

 

Тиристорный регулятор оборотов двигателя

В данной схеме используются ключи — два тиристора, включённых встречно-параллельно (напряжение переменное, поэтому каждый тиристор пропускает свою полуволну напряжения) или симистор.

Схема управления регулирует момент открытия и закрытия тиристоров относительно фазового перехода через ноль, соответственно «отрезается» кусок вначале или, реже в конце волны напряжения.

  • Таким образом изменяется среднеквадратичное значение напряжения.
  • Данная схема довольно широко используется для регулирования активной нагрузки — ламп накаливания и всевозможных нагревательных приборов (так называемые диммеры).
  • Ещё один способ регулирования — пропуск полупериодов волны напряжения, но при частоте в сети 50 Гц для двигателя это будет заметно — шумы и рывки при работе.
  • Для управления двигателями регуляторы модифицируют из-за особенностей индуктивной нагрузки:
  • устанавливают защитные LRC-цепи для защиты силового ключа (конденсаторы, резисторы, дроссели)
  • добавляют на выходе конденсатор для корректировки формы волны напряжения
  • ограничивают минимальную мощность регулирования напряжения — для гарантированного старта двигателя
  • используют тиристоры с током в несколько раз превышающим ток электромотора

Достоинства тиристорных регуляторов:

      • низкая стоимость
      • малая масса и размеры 

  Недостатки:

      • можно использовать для двигателей небольшой мощности
      • при работе возможен шум, треск, рывки двигателя 
      • при использовании симисторов на двигатель попадает постоянное напряжение
      • все недостатки регулирования напряжением

  

Стоит отметить, что в большинстве современных кондиционеров среднего и высшего уровня скорость вентилятора регулируется именно таким способом.

Транзисторный регулятор напряжения

Как называет его сам производитель — электронный автотрансформатор или ШИМ-регулятор.

Изменение напряжения осуществляется по принципу ШИМ (широтно-импульсная модуляция), а в выходном каскаде используются транзисторы — полевые или биполярные с изолированным затвором (IGBT).

Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность.

  1. Для двигателя, на частоте в несколько десятков кГц, изменение ширины импульсов равносильно изменению напряжения.
  2. Выходной каскад такой же как и у частотного преобразователя, только для одной фазы — диодный выпрямитель и два транзистора вместо шести, а схема управления изменяет выходное напряжение.
  3.  Плюсы электронного автотрансформатора:
        • Небольшие габариты и масса прибора
        • Невысокая стоимость
        • Чистая, неискажённая форма выходного тока
        • Отсутствует гул на низких оборотах
        • Управление сигналом 0-10 Вольт

 Слабые стороны:

        • Расстояние от прибора до двигателя не более 5 метров (этот недостаток устраняется при использовании дистанционного регулятора)
        • Все недостатки регулировки напряжением

Частотное регулирование

Ещё совсем недавно (10 лет назад) частотных регуляторов скорости двигателей на рынке было ограниченное количество, и стоили они довольно дорого. Причина — не было дешёвых силовых высоковольтных транзисторов и модулей.

Но разработки в области твердотельной электроники позволили вывести на рынок силовые IGBT-модули. Как следствие — массовое появление на рынке инверторных кондиционеров, сварочных инверторов, преобразователей частоты.

  • На данный момент частотное преобразование — основной способ регулирования мощности, производительности, скорости всех устройств и механизмов приводом в которых является электродвигатель.
  • Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.
  • Однофазные двигатели могут управляться:
  • специализированными однофазными ПЧ
  • трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора

Преобразователи для однофазных двигателей

  1. В настоящее время только один производитель заявляет о серийном выпуске специализированного ПЧ для конденсаторных двигателей — INVERTEK DRIVES.
  2. Это модель Optidrive E2
  3. Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.
  4. При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:
  5. Xc=1/2πfC
  6. f — частота тока
  7. С — ёмкость конденсатора
  8.  В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:
  9. Optidrive E2 позволяет управлять двигателем без исключения из схемы конденсатора, то есть без изменения конструкции двигателя — в некоторых моделях это сделать довольно сложно.
  10. Преимущества специализированного частотного преобразователя:
        • интеллектуальное управление двигателем
        • стабильно устойчивая работа двигателя
        • огромные возможности современных ПЧ:
          • возможность управлять работой двигателя для поддержания определённых характеристик (давления воды, расхода воздуха, скорости при изменяющейся нагрузке)
          • многочисленные защиты (двигателя и самого прибора)
          • входы для датчиков (цифровые и аналоговые)
          • различные выходы
          • коммуникационный интерфейс (для управления, мониторинга)
          • предустановленные скорости
          • ПИД-регулятор

 Минусы использования однофазного ПЧ:

        • ограниченное управление частотой
        • высокая стоимость

Использование ЧП для трёхфазных двигателей

  • Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:
  • Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:
  • Фазовый сдвиг трёхфазного напряжения -120°, как следствие этого — магнитное поле будет не круговое , а пульсирующее и его уровень будет меньше чем при питании со сдвигом в 90°.
  • В некоторых конденсаторных двигателях дополнительная обмотка выполняется более тонким проводом и соответственно имеет более высокое сопротивление.
  • При работе без конденсатора это приведёт к:
  • более сильному нагреву обмотки (срок службы сокращается, возможны кз и межвитковые замыкания)
  • разному току в обмотках

Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна

 Преимущества:

          • более низкая стоимость по сравнению со специализированными ПЧ
          • огромный выбор по мощности и производителям
          • более широкий диапазон регулирования частоты
          • все преимущества ПЧ (входы/выходы, интеллектуальные алгоритмы работы, коммуникационные интерфейсы)

Недостатки метода:

          • необходимость предварительного подбора ПЧ и двигателя для совместной работы
          • пульсирующий и пониженный момент
          • повышенный нагрев
          • отсутствие гарантии при выходе из строя, т.к. трёхфазные ПЧ не предназначены для работы с однофазными двигателями

Однофазный асинхронный электродвигатель

Дмитрий Левкин

Основными компонентами любого электродвигателя являются ротор и статор. Ротор — вращающаяся часть электродвигателя, статор — неподвижная часть электродвигателя, с помощью которого создается магнитное поле для вращения ротора.

Основные части однофазного двигателя: ротор и статор

Статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90° относительно друг друга. Основная обмотка называется главной (рабочей) и обычно занимает 2/3 пазов сердечника статора, другая обмотка называется вспомогательной (пусковой) и обычно занимает 1/3 пазов статора.

Двигатель фактически является двухфазным, но так как рабочей является только одна обмотка, электродвигатель называют однофазным.

Ротор обычно представляет из себя короткозамкнутую обмотку, также из-за схожести называемой «беличьей клеткой». Медные или алюминиевые стержни которого с торцов замкнуты кольцами, а пространство между стержнями чаще всего заливается сплавом алюминия. Так же ротор однофазного двигателя может быть выполнен в виде полого немагнитного или полого ферромагнитного цилиндра.

Однофазный двигатель с вспомогательной обмоткой имеет 2 обмотки расположенные перпендикулярно относительно друг друга

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Для того чтобы лучше понять работу однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим его только с одним витком в главной и вспомогательной обмотки.

Проанализируем случай с двумя обмотками имеющими по оному витку

Рассмотрим случай когда в вспомогательной обмотки не течет ток. При включении главной обмотки статора в сеть, переменный ток, проходя по обмотке, создает пульсирующее магнитное поле, неподвижное в пространстве, но изменяющееся от +Фmах до -Фmах.

Пульсирующее магнитное поле

Если поместить ротор, имеющий начальное вращение, в пульсирующее магнитное поле, то он будет продолжать вращаться в том же направлении.

Чтобы понять принцип действия однофазного асинхронного двигателя разложим пульсирующее магнитное поле на два одинаковых круговых поля, имеющих амплитуду равную Фmах/2 и вращающихся в противоположные стороны с одинаковой частотой:

  • где nпр – частота вращения магнитного поля в прямом направлении, об/мин,
  • nобр – частота вращения магнитного поля в обратном направлении, об/мин,
  • f1 – частота тока статора, Гц,
  • p – количество пар полюсов,
  • n1 – скорость вращения магнитного потока, об/мин

Разложение пульсирующего магнитного потока на два вращающихся

Рассмотрим случай когда ротор, находящийся в пульсирующем магнитном потоке, имеет начальное вращение.

Например, мы вручную раскрутили вал однофазного двигателя, одна обмотка которого подключена к сети переменного тока.

В этом случае при определенных условиях двигатель будет продолжать развивать вращающий момент, так как скольжение его ротора относительно прямого и обратного магнитного потока будет неодинаковым.

Будем считать, что прямой магнитный поток Фпр, вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Фобр — в противоположном направлении. Так как, частота вращения ротора n2 меньше частоты вращения магнитного потока n1, скольжение ротора относительно потока Фпр будет:

  • где sпр – скольжение ротора относительно прямого магнитного потока,
  • n2 – частота вращения ротора, об/мин,
  • s – скольжение асинхронного двигателя

Прямой и обратный вращающиеся магнитные потоки вместо пульсирующего магнитного потока

Магнитный поток Фобр вращается встречно ротору, частота вращения ротора n2 относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Фобр

  • где sобр – скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Согласно закону электромагнитной индукции прямой Фпр и обратный Фобр магнитные потоки, создаваемые обмоткой статора, наводят в обмотке ротора ЭДС, которые соответственно создают в короткозамкнутом роторе токи I2пр и I2обр. При этом частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно:

  • где f2пр – частота тока I2пр наводимого прямым магнитным потоком, Гц

  • где f2обр – частота тока I2обр наводимого обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, при вращающемся роторе, электрический ток I2обр, наводимый обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f2обр, намного превышающую частоту f2пр тока ротора I2пр, наведенного прямым полем.

Пример: для однофазного асинхронного двигателя, работающего от сети с частотой f1 = 50 Гц при n1 = 1500 и n2 = 1440 об/мин,

скольжение ротора относительно прямого магнитного потока sпр = 0,04;частота тока наводимого прямым магнитным потоком f2пр = 2 Гц;скольжение ротора относительно обратного магнитного потока sобр = 1,96;частота тока наводимого обратным магнитным потоком f2обр = 98 Гц

  • Согласно закону Ампера, в результате взаимодействия электрического тока I2пр с магнитным полем Фпр возникает вращающий момент
  • ,
  • где Mпр – магнитный момент создаваемый прямым магнитным потоком, Н∙м,
  • сM — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I2обр, взаимодействуя с магнитным полем Фобр, создает тормозящий момент Мобр, направленный против вращения ротора, то есть встречно моменту Мпр:

,

  • где Mобр – магнитный момент создаваемый обратным магнитным потоком, Н∙м

Результирующий вращающий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

,

Справка: В следствие того, что во вращающемся роторе прямым и обратным магнитным полем будет наводиться ток разной частоты, моменты сил действующие на ротор в разных направлениях будут не равны. Поэтому ротор будет продолжать вращаться в пульсирующем магнитном поле в том направлении в котором он имел начальное вращение.

При работе однофазного двигателя в пределах номинальной нагрузки, то есть при небольших значениях скольжения s = sпр, крутящий момент создается в основном за счет момента Мпр. Тормозящее действие момента обратного поля Мобр — незначительно.

Это связано с тем, что частота f2обр много больше частоты f2пр, следовательно, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора х2обр = x2sобр току I2обр намного больше его активного сопротивления.

Поэтому ток I2обр, имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Фобр, значительно ослабляя его.

,

  • где r2 — активное сопротивление стержней ротора, Ом,
  • x2обр — реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

Если учесть, что коэффициент мощности невелик, то станет, ясно, почему Мобр в режиме нагрузки двигателя не оказывает значительного тормозящего действия на ротор однофазного двигателя.

Действие пульсирующего поля на неподвижный ротор

При неподвижном роторе (n2 = 0) скольжение sпр = sобр = 1 и Мпр = Мобр, поэтому начальный пусковой момент однофазного асинхронного двигателя Мп = 0. Для создания пускового момента необходимо привести ротор во вращение в ту или иную сторону. Тогда s ≠ 1, нарушается равенство моментов Мпр и Мобр и результирующий электромагнитный момент приобретает некоторое значение .

Пуск однофазного двигателя. Как создать начальное вращение?

Одним из способов создания пускового момента в однофазном асинхронном двигателе, является расположение вспомогательной (пусковой) обмотки B, смещенной в пространстве относительно главной (рабочей) обмотки A на угол 90 электрических градусов.

Чтобы обмотки статора создавали вращающееся магнитное поле токи IA и IB в обмотках должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга.

Для получения фазового сдвига между токами IA и IB в цепь вспомогательной (пусковой) обмотки В включают фазосмещающий элемент, в качестве которого используют активное сопротивление (резистор), индуктивность (дроссель) или емкость (конденсатор) [1].

После того как ротор двигателя разгонится до частоты вращения, близкой к установившейся, пусковую обмотку В отключают. Отключение вспомогательной обмотки происходит либо автоматически с помощью центробежного выключателя, реле времени, токового или дифференциального реле, или же вручную с помощью кнопки.

Таким образом, во время пуска двигатель работает как двухфазный, а по окончании пуска — как однофазный.

Подключение однофазного двигателя

С пусковым сопротивлением

Двигатель с расщепленной фазой — однофазный асинхронный двигатель, имеющий на статоре вспомогательную первичную обмотку, смещенную относительно основной, и короткозамкнутый ротор [2].

Однофазный асинхронный двигатель с пусковым сопротивлением — двигатель с расщепленной фазой, у которого цепь вспомогательной обмотки отличается повышенным активным сопротивлением.

Для запуска однофазного двигателя можно использовать пусковой резистор, который последовательно подключается к пусковой обмотки. В этом случае можно добиться сдвига фаз в 30° между токами главной и вспомогательной обмотки, которого вполне достаточно для пуска двигателя. В двигателе с пусковым сопротивлением разность фаз объясняется разным комплексным сопротивлением цепей.

Также сдвиг фаз можно создать за счет использования пусковой обмотки с меньшей индуктивностью и более высоким сопротивлением. Для этого пусковая обмотка делается с меньшим количеством витков и с использованием более тонкого провода чем в главной обмотке.

Отечественной промышленностью изготавливается серия однофазных асинхронных электродвигателей с активным сопротивлением в качестве фазосдвигающего элемента серии АОЛБ мощностью от 18 до 600 Вт при синхронной частоте вращения 3000 и 1500 об/мин, предназначенных для включения в сеть напряжением 127, 220 или 380 В, частотой 50 Гц.

С конденсаторным пуском

Двигатель с конденсаторным пуском — двигатель с расщепленной фазой, у которого цепь вспомогательной обмотки с конденсатором включается только на время пуска.

Среди фазосдвигающих элементов, только конденсатор позволяет добиться наилучших пусковых свойств однофазного асинхронного электродвигателя.

Двигатели в цепь которых постоянно включен конденсатор используют для работы две фазы и называются — конденсаторными. Принцип действия этих двигателей основан на использовании вращающегося магнитного поля.

Однофазный электродвигатель с экранированными полюсами

Двигатель с экранированными полюсами — двигатель с расщепленной фазой, у которого вспомогательная обмотка короткозамкнута.

Статор однофазного асинхронного двигателя с экранированными полюсами обычно имеет явно выраженные полюса. На явно выраженных полюсах статора намотаны катушки однофазной обмотки возбуждения.

Каждый полюс статора разделен на две неравные части аксиальным пазом. Меньшую часть полюса охватывает короткозамкнутый виток.

Ротор однофазного двигателя с экранированными полюсами — короткозамкнутый в виде «беличьей» клетки.

При включении однофазной обмотки статора в сеть в магнитопроводе двигателя создается пульсирующий магнитный поток. Одна часть которого проходит по неэкранированной Ф’, а другая Ф» — по экранированной части полюса.

Поток Ф» наводит в короткозамкнутом витке ЭДС Ek, в результате чего возникает ток Ik отстающий от Ek по фазе из-за индуктивности витка. Ток Ik создает магнитный поток Фk, направленный встречно Ф», создавая результирующий поток в экранированной части полюса Фэ=Ф»+Фk.

Таким образом, в двигателе потоки экранированной и неэкранированной частей полюса сдвинуты во времени на некоторый угол.

Пространственный и временной углы сдвига между потоками Фэ и Ф’ создают условия для возникновения в двигателе вращающегося эллиптического магнитного поля, так как Фэ ≠ Ф’.

Пусковые и рабочие свойства рассматриваемого двигателя невысоки. КПД намного ниже, чем у конденсаторных двигателей такой же мощности, что связано со значительными электрическими потерями в короткозамкнутом витке.

Однофазный электродвигатель с асимметричным магнитопроводом статора

Danfoss Drives

Регулировка скорости изменением величины напряжения снижает момент и также увеличивает потери мощности. Регулировка частоты вращения путем изменения числа полюсов осуществляется ступенчато, кроме того, этот способ пригоден только для специальных многоскоростных двигателей с несколькими обмотками неподвижной части.

Асинхронный двигатель – самый распространенный электропривод технологического оборудования. Главная особенность таких электрических машин – постоянная скорость вращения вала. Ее регулировку осуществляют:

  • Механическим способом. Для этого вал подключают к редукторам, муфтам и другим устройствам.
  • Путем изменения числа пар полюсов, величины или частоты питающего напряжения обмоток статора.

Механическое регулирование усложняет кинематическую схему электропривода, ведет к потерям мощности и нерациональному расходу электроэнергии.

Наиболее перспективный метод регулирования уголовной скорости ротора – преобразование частоты питающего напряжения. Этот способ обеспечивает сохранение механических характеристик во всем диапазоне и обладает рядом других преимуществ.

Устройство и принцип работы частотного регулятора

Принцип частотного регулирования основан на зависимости угловой скорости вращения ротора от частоты напряжения на обмотках статора. С появлением IGBT-транзисторов и GTO-тиристоров наибольшее распространение получила схема преобразования частоты на базе широтно-импульсного модулятора.

Такие преобразователи частоты состоят:

  • Из силового выпрямителя с С или LC фильтром для сглаживания пульсаций.
  • Из инвертора на IGBT-транзисторах для преобразования постоянного напряжения в переменное, заданной частоты и амплитуды.
  • Из блока управления для генерации отпирающих силовые транзисторы импульсов.

Переменное напряжение выпрямляется и преобразуется в постоянное, затем снова инвертируется в переменное. Частота на силовом выходе ПЧ определяется длительностью отпирающих силовые транзисторы импульсов, поступающих со схемы управления.

Такой способ регулирования позволяет изменять частоту и амплитуду напряжения в силовой цепи электродвигателя, а значит управлять скоростью вращения ротора и моментом на валу электрической машины.

Структура частотного регулятора

Большинство частотных преобразователей для электродвигателей до 690 В выполнены по схеме двухуровневых инверторов напряжения. Они позволяют моделировать напряжение питания необходимой формы, амплитуды частоты.

Такие устройства состоят из неуправляемого выпрямителя, 2-х транзисторных ключей на каждую фазу и конденсатора. Выходное напряжение содержит высшие гармоники, которые сглаживаются индуктивной нагрузкой.

Специальные фильтры применяют относительно редко.

К недостаткам такой схемы является ограничение величины выходного напряжения, которое определяется максимальным напряжением полупроводниковых устройств.

Для высоковольтных приводов используются многоуровневые схемы регулирования. Они состоят из нескольких однофазных инверторов, соединенных последовательно.

Такая схема позволяет избежать резонансов, обеспечивает высокое быстродействие, снижает скорость нарастания напряжения. Такие ПЧ имеют модульную конструкцию. При выходе из строя одной из ячеек, ее легко заменить.

К недостаткам этой схемы относятся необходимость отдельного источника питания для каждого модуля, функции которого выполняет трансформатор специального назначения.

Преобразователи частоты с плавающими конденсаторами позволяют обойтись без входного трансформатора и увеличивать число ячеек в зависимости от требуемой мощности. Такое решение обеспечивает снижение высших гармоник, уменьшает скорость нарастания напряжения.

Для регулировки скорости электродвигателей с повторно-кратковременным режимом работы частыми реверсами применяют инверторы тока. Эти устройства представляют собой управляемый выпрямитель и инвертор на тиристорах.

Для уменьшения помех в цепи нагрузки в схему включается расщепленный индуктивный фильтр. Выходное напряжение таких устройств имеет форму аппроксимированной синусоиды. Для сглаживания его формы обязательно включение перед электродвигателем конденсаторов.

Главное достоинство таких ПЧ – возможность рекуперации электроэнергии обратно в электросеть.

Прямые преобразователи частоты не содержат конденсаторов. Главное их преимущество – небольшие габариты и значительная мощность нагрузки. Такие устройства используются в составе мощных электроприводов работающих на низких скоростях.

ПЧ этого типа выполнены на базе тиристорных преобразователей. На входе прямых ПЧ установлен фазосдвигающий трансформатор, устраняющий низшие гармоники и выполняющий функцию источника питания для каждого преобразователя.

Прямые ПЧ требуют сложной схемы управления.

Состав частотных преобразователей

Кроме выпрямителя, ШИМ-модулятора и инвертора, в состав частотного преобразователя входят:

Устройство для ввода данных и обмена информаций с ПК, другими частотными преобразователями.

  • Встроенная энергонезависимая память. В этом устройстве фиксируются аварийные отключения, изменения настроек, а также другие данные.
  • Управляющий контроллер, обеспечивающий реализацию алгоритмов управления, обработку данных с датчиков, защитное отключение при ненормальных режимах работы.
  • ЭМ-фильтр. Это устройство обеспечивает снижение реактивной высокочастотной составляющей, снижающей качество электроэнергии и отрицательно влияющей на работу электродвигателя.
  • Вентилятор и радиатор для принудительного охлаждения и отвода тепла силовых транзисторов.
  • Тормозной прерыватель и другие элементы.

Кроме аппаратной части, преобразователи частоты содержат программное обеспечение. Контроллеры с открытой логикой позволяют вносить изменения в стандартное ПО, поставляемое производителем, и самостоятельно программировать ПЧ.

Однофазные преобразователи частоты

Однофазные асинхронные электродвигатели широко применяются в качестве приводов насосных агрегатов, вентиляторов, маломощных станков. Для регулирования частоты вращения этих электрических машин применяются 2 основных способа:

  • Изменение величины напряжения питания.
  • Изменение частоты питающего напряжения.

Для регулирования питающего напряжения применяются трансформаторные, автотрансформаторные, тиристорные, симисторные и транзисторные преобразователи. Изменение частоты вращения путем регулирования напряжения имеет ряд серьезных недостатков:

  • Увеличение скольжения и сильный нагрев обмоток статора.
  • Узкий диапазон регулирования.

Кроме того, постоянная составляющая питающего напряжения на выходе тиристорных и симисторных устройств вызовает увеличение шума при работе, рывки и другие нежелательные явления.

Частотное регулирование лишено этих недостатков. Однофазные ПЧ применяются в холодильном оборудовании, системах вентиляции, бытовых насосах.

https://www.youtube.com/watch?v=eYKlVo72rrM

Такие электроприводы обеспечивают:

  • Стабильную работу однофазного двигателя при любой частоте вращения.
  • Снижение потребления электроэнергии.
  • Возможность автоматической регулировки частоты вращения с обратной связью по изменению одного или нескольких технологических параметров.
  • Удаленное управление и контроль характеристик.
  • Защиту от ненормальных режимов работы и коротких замыканий.
  • Интеллектуальное управление электродвигателем в соответствии с заданным алгоритмом.
  • Возможность пуска без фазосдвигающего элемента.
  • Поддержание необходимого момента на валу во всем диапазоне изменения скорости.

Кроме базовых составляющих, в состав однофазного преобразователя частоты входят ПИД-регулятор, ПЛК-контроллер, устройство для обмена данными с удаленным оборудованием, пульт дистанционного управления. При введении дополнительных настроек допустимо применение трехфазного ПЧ для однофазных двигателей переменного тока.

Таким образом, управление однофазными и трехфазными асинхронными электродвигателями путем изменения частоты значительно превосходит метод регулирования величины напряжения, механические способы.

ESQ-A200-2S0015

Частотный преобразователь ESQ-A200-2S0015 1.5кВт 7.5А 200-260В (для однофазного двигателя)

Подробно можно ознакомиться тут: — Инструкция преобразователя частоты ESQ-A200

Преобразователь частоты ESQ-A200 — это преобразователь частоты общего назначения с векторным управлением, предназначенный для управления асинхронными однофазными электродвигателями с конденсаторным пуском.

ESQ-A200 это малогабаритный однофазный частотный преобразователь для управления однофазным асинхронным короткозамкнутым двигателем с конденсатором, предназначен для управления и преобразования частоты в маломощных однофазных асинхронных двигателях с конденсаторным пуском в таких приборах как кондиционеры воздуха, холодильные компрессоры, моечные машины, электровентиляторы, обдувочные аппараты, насосы, механический инструмент и прочее электрооборудование, где используются однофазные асинхронные двигатели.Применяется на однофазных электродвигателях имеющих возможность снятия конденсатора.

  • Преимущества:- новейшие технологии векторного управления- улучшенный вращательный момент однофазного двигателя и бесперебойное переключение скорости- автоматическая энергосберегающая функция, возможность поддерживать постоянное напряжение на выходе при колебаниях напряжения в источнике питания- съемный пульт управления- встроенный RS485 (опционально)- встроенный ПЛК- встроенный ПИД-регулятор
  • — автоматическая регулировка выходного напряжения

ESQ-A200 это инвертор для управления однофазного электрического двигателя, поэтому его проводка отличается от проводки инверторов для блоков управления стандартных трёхфазовых электрических двигателей.Управление осуществляется по трем проводам.

  1. Более подробно ознакомиться с характеристиками, подключением и функционалом можно перейдя по ссылке:
  2. — Инструкция по эксплуатации преобразователя частоты ESQ-A200
  3. Схема электрических подключений преобразоватея частоты ESQ-A200

Структура подключения однофазного ассинхронного двигателя без применения преобразователя

Структура подключения однофазного ассинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором к преобразователю частоты

Схема подключения однофазного электродвигателя к преобразователю частоты ESQ-A200

Терминалы инвертора- L1, L2: Вход, подключите к источнику 220В однофазного переменного тока.

— A, B, W: Выход, A,B терминал переменного тока, W обычный вывод (см. рис.2).

  • Подключение к внутренней схеме двигателя без преобразователя:Ёмкостный однофазный асинхронный двигатель схема внутренних соединений показана на рис.1подключение: L11 основная обмотка двигателя L22 обмотка стартёра, C1 ёмкость стартёра двигателя (конденсатор)
  • CA, CB ёмкостные выводы, CC обычный вывод для двух контуров.

Подключение двигателя к преобразователю:1. Удалить ёмкость стартёра C1, показанную на рис.12. Подключить инвертор к двигателю (рис.2):- прямая проводка: подсоединить A к CA, B к CB, W к CC, чтобы включить привод в прямом направлении.

— обратная проводка: подсоединить B к CA, A к CB, W к CC, чтобы включить привод в обратном направлении.

Напряжение сети питания, В: 1х220
Напряжение питания двигателя, B: однофазное
Мощность, кВт: 1,5
Номинальный ток, А: 7,5
Перегрузочная способность,%: 150% в течении минуты
Пусковой момент: 150% от 1 Гц
Характеристика управления: векторное (без датчика) или U/F
Протокол связи: Modbus
Тормозной прерыватель: встроен
Тромозной резистор: опционален

Устройство для управления однофазным асинхронным электродвигателем

Предложение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах, содержащих однофазные асинхронные электродвигатели.

Известен цифровой модулятор для преобразователя частоты асинхронного электродвигателя (патент RU 2216850, МПК Н03К 7/08, Н02М 7/539, Н02Р 7/42, 20.11.

2003), содержащий генератор прямоугольных импульсов, счетчики, триггеры, логические элементы ИЛИ, И, И-НЕ, дешифраторы, формирователь импульсов, сумматоры, регистры, двоично-шестеричный счетчик, схемы ограничения и сброса, входную и выходную шины и шину знака.

Модулятор формирует на фазах асинхронного электродвигателя трехфазную квазисинусоидальную систему напряжений переменной частоты и амплитуды.

Недостаток устройства заключается в большом числе логических элементов, входящих в его состав, что снижает надежность, усложняет настройку и увеличивает стоимость, вес и габариты устройства в целом.

Известно устройство и способ управления бесщеточным двигателем, основанные на широтно-импульсной модуляции (патент US 2013/0033208, МПК Н02Р 6/16, 7.02.2013).

Устройство содержит бесщеточный двигатель, подключенный к блоку задания управляющего сигнала, включающего в себя центральный процессор, цифроаналоговый преобразователь, формирователь регулируемого синусоидального напряжения, генератор несущего пилообразного напряжения, блок формирования ШИМ управляющего сигнала, блок определения полярности и мостовой однофазный инвертор на транзисторах с драйверами во входных цепях.

Недостатком устройства также является большое количество аналоговых, цифро-аналоговых и цифровых элементов, усложняющих и удорожающих его конструкцию, снижающих надежность и увеличивающих вес и габариты.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является мостовой инвертор (патент RU 2223590, Н02М 3/337, 7/219, G05F 1/56, 10.02.

2004), содержащий источник питания АС-DC, однофазный транзисторный мост, шунтированный обратным диодным мостом, к выходу которых подключена первичная обмотка трансформатора, и систему управления в виде широтно-импульсного модулятора, состоящего из двухтактного генератора, генератора пилообразного напряжения, двух разделительных диодов, двух компараторов, логического инвертора и задатчика управляющего напряжения.

Недостаток инвертора заключается в том, что он работает на фиксированной частоте и его нельзя использовать в качестве преобразователя частоты для управления работой электродвигателя. Кроме того, содержащиеся в нем генераторы и компараторы усложняют его конструкцию.

Предлагаемое устройство позволяет простым и надежным способом сформировать ШИМ сигнал управления однофазным инвертором, обеспечивающим плавное регулирование скорости вращения двигателя при поддержании момента близким к постоянной величине (U/f=const).

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для управления однофазным асинхронным электродвигателем, на фиг.2 — временные диаграммы на выходах мультиплексоров MS1, MS2 и старшего разряда счетчика CT(8) при различных величинах управляющего напряжения.

Устройство содержит однофазный выпрямительный мост на диодах 1, 2, 3, 4, диагональ переменного тока которого подключена к питающей сети 5, а диагональ постоянного тока — к конденсатору 6 и к диагонали однофазного транзисторного моста на транзисторах IGBT 7, 8, 9, 10, шунтированного обратным диодным мостом на диодах 11, 12, 13, 14, выход которых соединен с обмотками асинхронного однофазного двигателя 15 (двигатель содержит две параллельно соединенные обмотки, с одной из которых последовательно включен фазосдвигающий конденсатор), драйверы 16, 17, 18, 19, связанные с затворами транзисторов 7, 8, 9, 10, логический инвертор 20 и задатчик 21 управляющего напряжения. Задатчик 21 может быть выполнен в виде потенциометра 22, запитанного от источника 23 постоянного напряжения. Устройство снабжено преобразователем 24 напряжения в частоту, четырехразрядным двоичным счетчиком 25, четырьмя ждущими мультивибраторами 26, 27, 28, 29 и двумя мультиплексорами 30, 31. Выход задатчика 21 подключен к входу преобразователя 24, с выходом которого связаны входы мультивибраторов 26, 27, 28, 29 и счетный вход счетчика 25. Первые три разряда счетчика 25 подсоединены к адресным входам «1, 2, 4» мультиплексоров 30, 31, четвертый разряд — через логический инвертор 20 и непосредственно к входам стробирования S мультиплексоров 30, 31. К первым и восьмым информационным входам («00, 07») мультиплексоров 30, 31 подключен выход мультивибратора 26, ко вторым и седьмым входам («01, 06») — выход мультивибратора 27, к третьим и шестым входам («02, 05») — выход мультивибратора 28, к четвертым и пятым входам («03, 04») — выход мультивибратора 29, а выходы мультиплексоров 30, 31 связаны с попарно соединенными между собой входами драйверов 16, 19 и 17, 18 транзисторов 7, 10 и 8, 9, расположенных в диагональных плечах транзисторного моста. Каждый из мультивибраторов 26, 27, 28, 29 снабжен своими RC-цепями, определяющими длительности формируемых мультивибраторами импульсов — Т1, Т2, Т3, Т4.

Устройство для управления однофазным асинхронным электродвигателем работает следующим образом.

При подаче на устройство питающей сети 5 выпрямительный мост на диодах 1, 2, 3, 4 и конденсатор 6 преобразуют переменное входное напряжение в постоянное, запитывающее мосты на транзисторах 7, 8, 9, 10 и диодах 11, 12, 13, 14.

В исходном состоянии движок потенциометра 22 находится в нижнем положении, и управляющее напряжение на выходе задатчика 21 равно нулю. При этом на выходе преобразователя 24 отсутствуют импульсы, на выходах мультивибраторов 26, 27, 28, 29 и мультиплексоров 30, 31 сохраняются низкие потенциалы, транзисторы 7, 8, 9, 10 закрыты и двигатель 15 неподвижен.

При выводе движка потенциометра 22 из нижнего положения вверх на выходе задатчика 21 появляется управляющее напряжение, вызывающее формирование на выходе преобразователя 24 импульсной последовательности, частота которой пропорциональна величине данного напряжения.

С приходом первого импульса счетчик 25 устанавливается в нулевое состояние, и на его выходах устанавливается кодовая комбинация 0000. Под действием «0» со старшего разряда счетчика 25, поступающего через инвертор 20 и непосредственно на входы стробирования S мультиплексоров 30 и 31, разрешается работа первого из них и запрещается работа второго.

Кроме того, под действием логических нулей, поступающих с младших разрядов счетчика 25 на адресные входы мультиплексора 30, он переводится в состояние, при котором с его выходом соединяется первый информационный вход («00»). Одновременно с приходом первого импульса от преобразователя 24 запускаются мультивибраторы 26, 27, 28, 29.

Длительности T1, T2, Т3 и Т4 формируемых ими импульсов увеличиваются при переходе от мультивибратора с меньшим номером к большему и устанавливаются исходя из максимального приближения к классическому ШИМ сигналу во всем заданном диапазоне изменения частоты вращения электродвигателя.

В результате с приходом первого импульса от преобразователя 24 на выход мультиплексора 30 проходит самый короткий (T1) импульс от мультивибратора 26, под действием которого драйверы 16, 19 открывают транзисторы 7, 10, и через обмотки электродвигателя 15 протекает импульс тока.

С поступлением от преобразователя 24 второго импульса на выходах счетчика 25 устанавливается кодовая комбинация 0001, под влиянием которой на выход мультиплексора 30 проходит импульс, формируемый мультивибратором 27. При этом транзисторы 7, 10 открываются на время T2.

Аналогичным образом с приходом третьего импульса транзисторы 7, 10 открываются на время Т3, четвертого и пятого импульсов — на время Т4, шестого импульса — на время Т3, седьмого — на время T2 и восьмого — на время Т1.

В результате через обмотки электродвигателя 15 протекают импульсы тока одной полярности с длительностями, близкими к ШИМ сигналу для первой полуволны синусоиды.

С приходом от преобразователя 24 девятого импульса на выходах счетчика 25 устанавливается кодовая комбинация 1000, под действием которой запрещается работа мультиплексора 30 и разрешается работа мультиплексора 31.

При этом формируемый мультивибратором 26 импульс проходит на выход мультиплексора 31, открывая с помощью драйверов 17, 18 транзисторы 8, 9 и вызывая протекание через обмотки электродвигателя 15 импульса тока длительностью Т1 другой полярности.

Аналогичным образом создаются и последующие импульсы тока данной полярности, формирующие вторую полуволну синусоиды.

При увеличении управляющего напряжения задатчика тока 21 увеличивается частота импульсов на выходе преобразователя 24 и частота огибающей напряжения на выходе транзисторного моста, питающего обмотки электродвигателя 15. В результате увеличивается скорость его вращения.

Вместе с тем уменьшаются паузы между отдельными импульсами, иначе говоря, скважность импульсов, что вызывает увеличение напряжения, прикладываемого к обмоткам электродвигателя 15.

Благодаря этому обеспечивается поддержание отношения напряжения к частоте достаточно близким к постоянной величине.

С учетом того, что для формирования полного периода питающего электродвигатель 15 напряжения требуется шестнадцать импульсов преобразователя 24, его частота (частота коммутации) должна в шестнадцать раз превосходить частоту подаваемого на электродвигатель 15 напряжения.

Так, при требуемом диапазоне регулирования частоты питающего напряжения от 0 до 50 Гц частота преобразователя 24 должна меняться от 0 до 800 Гц. При этом длительности импульсов, формируемых мультивибраторами 26, 27, 28, 29, могут составлять следующие величины: Т1=0,25 мс; Т2=0,6 мс; Т3=0,85 мс; Т4=1,2 мс.

Более точные значения определяются по результатам спектрального анализа полученной ШИМ последовательности.

Для повышения качества питающего электродвигатель 15 напряжения может быть вдвое увеличена частота преобразователя 24 при одновременном увеличении разрядности счетчика 25 и мультиплексоров 30, 31 и удвоении числа мультивибраторов 26, 27, 28, 29.

Устройство реализуется на достаточно простых и широко распространенных микросхемах средней степени интеграции. Преобразователь 24 напряжения в частоту может быть выполнен на микросхеме КР1108ПП1, счетчик 25 — на микросхеме К155ИЕ5, мультиплексоры 30,31 — на микросхемах К155КП7, мультивибраторы 26, 27, 28, 29 — на микросхемах К155АГ3 и инвертор 20 — на микросхеме К155ЛН1.

Рассмотренный принцип формирования управляющего ШИМ сигнала может быть также распространен на преобразователь частоты для трехфазного электродвигателя.

Таким образом, предлагаемое устройство реализует достаточно простой и надежный способ управления однофазным асинхронным электродвигателем, характеризуется малыми весом, габаритами и стоимостью, легко настраивается и обладает универсальностью построения.

Устройство для управления однофазным асинхронным электродвигателем, содержащее однофазный выпрямительный мост, диагональ переменного тока которого подключена к питающей сети, а диагональ постоянного тока — к конденсатору и к диагонали однофазного транзисторного моста, шунтированного обратным диодным мостом, выход которых соединен с обмотками однофазного асинхронного двигателя, драйверы, связанные с затворами транзисторов моста, логический инвертор и задатчик управляющего напряжения, отличающееся тем, что оно снабжено преобразователем напряжения в частоту, четырехразрядным двоичным счетчиком, четырьмя ждущими мультивибраторами и двумя мультиплексорами, причем выход задатчика управляющего напряжения подключен к входу преобразователя напряжения в частоту, с выходом которого связаны входы ждущих мультивибраторов и счетный вход четырехразрядного двоичного счетчика, первые три разряда которого подсоединены к адресным входам мультиплексоров, четвертый разряд — через логический инвертор и непосредственно к входам стробирования соответственно первого и второго мультиплексора, к первым и последним информационным входам которых подключен выход первого ждущего мультивибратора, ко вторым и седьмым входам — выход второго ждущего мультивибратора, к третьим и шестым входам — выход третьего ждущего мультивибратора, к четвертым и пятым входам — выход четвертого ждущего мультивибратора, а выходы мультиплексоров связаны с попарно соединенными между собой входами драйверов транзисторов, расположенных в диагональных плечах транзисторного моста.

Плавная регулировка оборотов электродвигателя 220в переменного тока. Регулятор оборотов двигателя электроинструмента

Не каждая современная дрель или болгарка оснащена заводским регулятором оборотов, и чаще всего регулировка оборотов не предусмотрена вовсе. Тем не менее, как болгарки, так и дрели построены на базе коллекторных двигателей, что позволяет каждому их владельцу, маломальски умеющему обращаться с паяльником, изготовить собственный регулятор оборотов из доступных электронных компонентов, хоть из отечественных, хоть из импортных.

В данной статье мы рассмотрим схему и принцип работы простейшего регулятора оборотов двигателя электроинструмента, и единственное условие — двигатель должен быть коллекторным — с характерными ламелями на роторе и щетками (которые порой искрят).

Приведенная схема содержит минимум деталей, и подойдет для электроинструмента мощностью до 1,8 кВт и выше, для дрели или болгарки. Похожая схема используется для регулировки оборотов в автоматических стиральных машинах, в которых стоят коллекторные высокоскоростные двигатели, а также в диммерах для ламп накаливания. Подобные схемы, в принципе, позволят регулировать температуру нагрева жала паяльника, электрического обогревателя на базе ТЭНов и т. д.

Потребуются следующие радиоэлектронные компоненты:

    Резистор постоянный R1 — 6,8 кОм, 5 Вт.

    Переменный резистор R2 — 2,2 кОм, 2 Вт.

    Резистор постоянный R3 — 51 Ом, 0,125 Вт.

    Конденсатор пленочный C1 — 2 мкф 400 В.

    Конденсатор пленочный C2 — 0,047 мкф 400 вольт.

    Диоды VD1 и VD2 — на напряжение до 400 В, на ток до 1 А.

    Тиристор VT1 — на необходимый ток, на обратное напряжение не менее 400 вольт.

В основе схемы — тиристор. Тиристор представляет собой полупроводниковый элемент с тремя выводами: анод, катод, и управляющий электрод. После подачи на управляющий электрод тиристора короткого импульса положительной полярности, тиристор превращается в диод, и начинает проводить ток до тех пор, пока в его цепи этот ток не прервется или не сменит направление.

После прекращения тока или при смене его направления, тиристор закроется и перестанет проводить ток, пока не будет подан следующий короткий импульс на управляющий электрод. Ну а поскольку напряжение в бытовой сети переменное синусоидальное, то каждый период сетевой синусоиды тиристор (в составе данной схемы) станет отрабатывать строго начиная с установленного момента (в установленной фазе), и чем меньше во время каждого периода тиристор будет открыт, тем ниже будут обороты электроинструмента, а чем, соответственно, дольше тиристор будет открыт, тем выше будут обороты.

Как видите, принцип прост. Но применительно к электроинструменту с коллекторным двигателем, схема работает хитрее, и об этом мы расскажем далее.

Итак, в сеть здесь включены параллельно: измерительная цепь управления и силовая цепь. Измерительная цепь состоит из постоянного и переменного резисторов R1 и R2, из конденсатора C1, и диода VD1. Для чего нужна эта цепь? Это делитель напряжения. Напряжение с делителя, и что важно, противо-ЭДС с ротора двигателя, складываются в противофазе, и формируют импульс для открывания тиристора. Когда нагрузка постоянна, то и время открытого состояния тиристора постоянно, следовательно обороты стабилизированы и постоянны.

Как только нагрузка на инструмент, и следовательно на двигатель, увеличивается, то величина противо-ЭДС уменьшается, поскольку обороты снижаются, значит сигнал на управляющий электрод тиристора возрастает, и открывание происходит с меньшей задержкой, то есть мощность подводимая к двигателю возрастает, увеличивая упавшие обороты. Так обороты сохраняются постоянными даже под нагрузкой.


В результате совместного действия сигналов от противо-ЭДС и с резистивного делителя, нагрузка не сильно влияет на обороты, а без регулятора это влияние было бы существенным. Таким образом при помощи данной схемы достижима устойчивая регулировка оборотов в каждом положительном полупериоде сетевой синусоиды. При средних и малых скоростях вращения этот эффект более выражен.

Однако, при повышении оборотов, то есть при повышении напряжения, снимаемого с переменного резистора R2, стабильность поддержания скорости постоянной снижается.

Лучше на этот случай предусмотреть шунтирующую кнопку SA1 параллельно тиристору. Функция диодов VD1 и VD2 — обеспечение однополупериодного режима работы регулятора, так как напряжения с делителя и с ротора сравниваются лишь в отсутствие тока через двигатель.

Конденсатор C1 расширяет зону регулирования на малых скоростях, а конденсатор C2 снижает чувствительность к помехам от искрения щеток. Тиристор нужен высокочувствительный, чтобы ток менее 100 мкА смог бы его открыть.

Это устройство, предназначенное для выполнения функции плавного увеличения или уменьшения скорости вращения вала электрического двигателя. Регулировку можно осуществлять методом широтно-импульсной модуляции и методом изменения фазного напряжения.

Использование широтно-импульсной модуляции

Для управления и регулировки числа оборотов вращения электродвигателя асинхронного типа, можно использовать импульсный регулятор-стабилизатор напряжения (инвертор). Он будет выполнять функцию источника питания. В его основу положено применение импульсного ШИМ-регулятора марки ТL494. Питающее напряжение электродвигателя, выходящее после ШИМ-регулятора, будет изменяться в соответствии с изменением частоты вращения. Используя этот способ, достигается больший экономический эффект, устройство достаточно простое и при этом увеличивает эффективность регулирования.

На рисунке выше изображена схема использования ШИМ-регулятора для трехфазного асинхронного двигателя, подключенного через конденсатор к однофазной сети.

Этот способ, несмотря на свою эффективность, имеет два существенных недостатка – это:

  • невозможность реверсивного управления двигателем без использования дополнительных коммутирующих аппаратов;
  • частотные преобразователи , использованные в регуляторе, отличаются высокой стоимостью и выпускаются ограниченным числом производителей.

Блок управления и регулирования скорости вращения электродвигателей изменением фазного напряжения

Существует несколько видов блоков управления, изготовленных промышленным способом. Они используются для однофазных асинхронных двигателей, границы регулирования составляют от 25 до 100% от значения мощности, и от 1000 до 4000 об/мин. Это устройства с маркировкой РВС207, РВ600/900.

Работа блока регулировки происходит при изменении средней величины переменного напряжения на электродвигателе. Она производится с помощью метода фазового регулирования напряжения, при изменении угла открытия полупроводниковых приборов (тиристоров, симисторов и т. д.), при использовании которых осуществлена сборка схемы.

Управление блоком осуществляется посредством использования внешнего переменного резистора. В том случае, когда мощность менее 25%, двигатель отключается и переходит в дежурный режим ожидания.

Контроль за работой осуществляется при помощи светового индикатора. Отключенное состояние двигателя – изредка мигает красный цвет. Двигатель работает – скважность включения индикатора пропорциональна оборотам вращения (производительности) двигателя.

На рисунке схема подключения блока регулятора РВС 207.

Регулятор скорости асинхронного двигателя

Помимо образцов регуляторов, промышленных образцов регуляторов, существует возможность самостоятельного выполнения регуляторов скорости бесколлекторных двигателей, не уступающих промышленным образцам. За основу схемы берется пример регулятора промышленного производства, ее можно собрать своими силами.

На рисунке выше электрическая схема регулятора скорости вращения бесколлекторного двигателя.

Регулировать количество оборотов вращения вала бесколлекторного асинхронного электродвигателя допускается также при изменении значения переменного напряжения, подаваемого к двигателю.

В состав регулятора входит задающий генератор, он служит для изменения частоты в границах значений 50 – 200 Гц. Генератор состоит из мультивибратора, работа которого строится на микросхеме К561ЛА7 и счетчика-дешифратора марки К561ИЕ8 с коэффициентом пересчета – 8, она отвечает за формирование сигналов управления силовыми полевыми транзисторами полумоста.

В схеме присутствует выходной трансформатор Т-1. Он служит для развязки транзисторов полумоста.

Выпрямитель включает в свою конструкцию диодный мост и удваивающие напряжение питания – конденсаторы с большой емкостью.

Диодный мост подключен по нетрадиционной схеме. С4 и R7 выполняют роль демпфирующей цепи, она служит для сглаживания всплесков напряжения, которые представляют собой опасность для транзисторов VТ4.

Рекомендация : для трансформатора управления транзисторными ключами, можно применить трансформатор от телевизионного блока питания. В этом случае, тип не играет большого значения, главное, чтобы первичная обмотка состояла из 120 витков провода 0,7 мм2, вторичная представляет собой 2 независимые друг от друга обмотки с количеством витков – 60, провод, применяемый во вторичной обмотке, аналогичен проводу первичной. Первичная обмотка имеет напряжение 2 х 12 В, вторичная обмотка – по 12 В каждая.

Необходимо помнить, что обе вторичные обмотки должны обладать хорошей изоляцией друг от друга, между обмотками присутствует высокий потенциал, он составляет 640 В, они подключаются к затворам транзисторных ключей в противофазе.

Такой регулятор может управлять вращением асинхронного двигателя с максимальным значением рабочей мощности – 500 Вт. Чтобы регулятор использовать для регулировки электродвигателей более высокой мощности, нужно применить большее количество силовых ключей, а также изменить в сторону увеличения емкость конденсаторов для питающего фильтра, это элементы схемы С3 и С4. Для регулятора достаточно использовать печатную плату размером 110 х 80 мм. Управляющий силовыми транзисторными ключами трансформатор монтируется отдельно от блока регулятора.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

Со своих первых паек с кислотным флюсом я задумывался о вентиляторе для паяльных работ. После радиомонтажной практики (там доходчиво объяснили необходимость вытяжки при пайке любым флюсом/припоем) было принято решение: вытяжке быть! Очень вовремя под руку попался вентилятор ВН-2.

Но оказалось, что при прямом включении в сеть вентилятор очень шумит, да и тягой будущей вытяжки хотелось бы управлять. Нужен регулятор!

Схема регулятора оборотов однофазного асинхронного двигателя на транзисторе D209L

Немного поискав в сети, выбрал схему так называемого «беспомехового» регулятора:

Собрав схему, я убедился в её пригодности для регулировки оборотов однофазного асинхронного двигателя (как в ВН-2). Но после КЗ на выходе в страну вечной охоты отправляется мой единственный КТ840 и неоновая лампочка, которую я подключил без резистора. Цены на КТ840 меня совсем не обрадовали. Решив сэкономить стипендию, я подыскал транзистор-аналог из горелого компьютерного БП — D209L. С этим транзистором схему пришлось немного изменить:

Я решил добавить немного индикации, и поставил по светодиоду на вход и выход регулятора. Новую схему сначала тоже протестировал на навесном монтаже, а потом решил собирать в нормальном корпусе, который и приобрёл на радиорынке:


Сразу озаботился радиатором для транзистора. Радиатор пришлось немного подогнать с помощью ножовки и напильника:


Для крепления радиатора к корпусу применил самодельные винты М3 с широкой шляпкой (припаял по шайбе к винту):


Вот так это все будет выглядеть снаружи:


Теперь органы управления:
Примеряемся:


Сверлим отверстия и вставляем детали:


С диаметром отверстий для светодиодов немного промахнулся, пришлось упаковать в прозрачную термоусадку:


P.S.: прозрачная термоусадка — самая лучшая из всех, что я видел на киевском радиорынке, она при усаживании не вспучивается и не подгорает, а при соединении двух слоёв они сплавляются, и получается монолитная трубка.

Трансформатор

Применил малогабаритный 220/6 Вольт, 100мА. Его я тоже «упаковал» в жестяной каркас для удобства установки. Материалом для каркаса послужил корпус старого CD-Rom и проволока от шампанского (по-научному — мюзле).


Печатная плата

Для изготовления платы сначала вырезал из картона шаблон, чтобы не ошибиться в размерах и не подгонять потом готовую плату напильником:


По шаблону вырезаю ножницами по металлу плату из текстолита:


Плату рисую вручную цапонлаком по трафарету, предварительно нанеся точки в местах будущих отверстий самодельным кернером из фрезы.


Сами дорожки рисовал с помощью «рейсфедера» из вытянутого пипеткой стержня от ручки, очень удобно (не ломается, как стеклянная пипетка). Готовые дорожки «запекаю» газовой горелкой: экспериментально установил, что мой цапонлак от такой шоковой сушки становится вообще «дубовым», что подходит для моей методики травления, о которой ниже. Процесс «обжига»:


Важно : если во время «обжига» на меди будут отпечатки пальцев/грязь, то они останутся и на вытравленной плате. Поэтому чистый текстолит я заклеиваю скотчем на время резки/кернения и отклеиваю его только когда рисую дорожки.

Травление

Недавно открыл для себя просто фантастический метод травления плат: лимонной кислотой!

Рекомендуемый способ приготовления травильного раствора:
В 100 мл аптечной 3% перекиси водорода растворяется 30 г лимонной кислоты и 5 г поваренной соли. Этого раствора должно хватить для травления 100 см2 меди, толщиной 35мкм.

Соль при подготовке раствора можно не жалеть. Так как она играет роль катализатора, то в процессе травления практически не расходуется. Перекись 3% не стоит разбавлять дополнительно т.к. при добавлении остальных ингредиентов её концентрация снижается.

Чем больше будет добавлено перекиси водорода (гидроперита) тем быстрее пойдёт процесс, но не переусердствуйте — раствор не хранится, т.е. повторно не используется, а значит и гидроперит будет просто перерасходован. Избыток перекиси легко определить по обильному «пузырению» во время травления.
Однако добавление лимонной кислоты и перекиси вполне допустимо, но рациональнее приготовить свежий раствор.


Свою плату я вытравил примерно за 12 минут!


Дальше все без «самодеятельности»:


Окончательная сборка регулятора

Детали вне платы «получают» провода в термоусадке, некоторые из этих деталей приходится припаивать со стороны дорожек.

Данный регулятор оборотов электродвигателя 220в позволяет изменять частоту либо электродвигателя, рассчитанных на работу от сети 220 вольт.

Достаточно популярным регулятором оборотов для электродвигателей на 220 вольт переменного тока является схема на тиристорах. Типовой схемой является подключение электродвигателя или вентилятора в разрыв анодной цепи тиристора.

Одно не маловажное условие при использовании подобных регуляторов, это надежный контакт во всей цепи. Что нельзя сказать про коллекторные электродвигатели, поскольку у них механизм щеток создает кратковременные обрывы электроцепи. Это существенно влияет на качество работы регулятора.

Описание работы схемы регулятора оборотов

Приведенная ниже схема тиристорного регулятора оборотов , как раз разработана для изменения частоты вращения коллекторных электродвигателей (электродрель, фрезер, вентилятор ). Первое, что следует отметить, это то, что двигатель вместе с силовым тиристором VS2 подсоединен в одну из диагоналей диодного моста VD3, на другую же подается сетевое напряжение 220 вольт .

Помимо этого, данный тиристор контролируется достаточно широкими импульсами, благодаря которым, непродолжительные отключения активной нагрузки, которыми характеризуется работа коллекторного двигателя, не влияют на устойчивую работу данной схемы.

Для управления тиристором VS1 на транзисторе VT1, собран генератор импульсов. Питание данного генератор осуществляется трапециевидным напряжением, создающимся в результате ограничения положительных полуволн стабилитроном VD1 имеющих частоту 100 Гц. Конденсатор С1 разряжается через сопротивления R1, R2, R3. Резистором R1 осуществляется скорость разряда данного конденсатора.

При достижении на конденсаторе напряжения достаточного для открывания транзистора VT1, на управляющий вывод VS1 поступает положительный импульс. Тиристор открывается и теперь уже на управляющем выводе VS2 появляется длительный импульс управления. И уже с данного тиристора напряжение, которое фактически и влияет на величину оборотов, подается на двигатель.

Частоту оборотов вращения электродвигателя регулируют резистором R1. Так как в цепь VS2 подключена индуктивная нагрузка, то возможно спонтанное отпирание тиристора, даже при отсутствии управляющего сигнала. Поэтому для предотвращения данного нежелательного эффекта, в схему добавлен диод VD2 который подключается параллельно обмотке возбуждения L1 электродвигателя.

Детали регулятора оборотов вентилятора и электродвигателя

Стабилитрон – можно заменить на другой с напряжением стабилизации в районе 27 – 36В. Тиристоры VS1 – любой маломощный с прямым напряжением более 100 вольт, VS2 — возможно поставить КУ201К, КУ201Л, КУ202М. Диод VD2 – с обратным напряжением не меньше 400 вольт и прямым током более 0,3А. Конденсатор C1 – КМ-6.

Настройка регулятора оборотов

Во время наладки схемы регулятора желательно применить стробоскоп, который позволяет либо стрелочный вольтметр для переменного тока, который подсоединяют параллельно двигателю.

Вращая ручку резистора R1, определяют диапазон изменения напряжения. Путем подбора сопротивления R3 устанавливают данный диапазон в районе от 90 до 220 вольт. В том случае если при минимальных оборотах двигатель вентилятора работает неустойчиво, то необходимо немного уменьшить сопротивление R2.

С все более увеличивающимся ростом автоматизации в бытовой сфере появляется необходимость в современных системах и устройствах управления электродвигателями.

Управление и преобразование частоты в небольших по мощности однофазных асинхронных двигателях, запускаемых в работу с помощью конденсаторов, позволяет экономить электроэнергию и активирует режим энергосбережения на новом, прогрессивном уровне.

Принцип работы однофазной асинхронной машины

В основе работы асинхронного двигателя лежит взаимодействие вращающегося магнитного поля статора и токов, наводимых им в роторе двигателя. При разности частоты вращения пульсирующих магнитных полей возникает вращающий момент. Именно этим принципом руководствуются при регулировании скорости вращения асинхронного двигателя с помощью .

Пусковая обмотка занимает в конструкции статора 1/3 пазов, на главную обмотку приходится 23 паза статора.

Ротор однофазного двигателя коротко замкнутый, помещенный в неподвижное магнитное поле статора, начинает вращаться.

Рис.№1 Схематический рисунок двигателя, демонстрирующий принцип работы однофазного асинхронного двигателя.

Основные виды однофазных электроприводов

Кондиционеры воздуха, холодильные компрессоры, электрические вентиляторы, обдувочные агрегаты, водяные, дренажные и фекальные насосы, моечные машины используют в своей конструкции асинхронный трехфазный двигатель.

Все типы частотников преобразуют переменное сетевое напряжение в постоянное напряжение. Служат для формирования однофазного напряжения с регулируемой частотой и заданной амплитудой для управления вращения асинхронных двигателей.

Управление скоростью вращения однофазных двигателей

Существует несколько способов регулирования скорости вращения однофазного двигателя.

  1. Управление скольжением двигателя или изменением напряжения. Способ актуален для агрегатов с вентиляторной нагрузкой, для него рекомендуется использовать двигатели с повышенной мощностью. Недостаток способа – нагрев обмоток двигателя.
  2. Ступенчатое регулирование скорости вращения двигателя с помощью автотрансформатора.

Рис.№2. Схема регулировки с помощью автотрансформатора.

Достоинства схемы – напряжение выхода имеет чистую синусоиду. Способность трансформатора к перегрузкам имеет большой запас по мощности.

Недостатки – автотрансформатор имеет большие габаритные размеры.

Использование тиристорного . Применяются тиристорные ключи, подключенные встречно-параллельно.

Рис. №3.Схема тиристорного регулирования однофазного асинхронного электродвигателя.

При использовании для регулирования скорости вращения однофазных асинхронных двигателей, чтобы избежать негативного влияния индукционной нагрузки производят модификацию схемы. Добавляют LRC-цепи для защиты силовых ключей, для корректировки волны напряжения используют конденсатор, минимальная мощность двигателя ограничивается, так гарантируется старт двигателя. Тиристор должен иметь ток выше тока электродвигателя.

Транзисторный регулятор напряжения

В схеме используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) с применением выходного каскада, построенного на использовании полевых или биполярных IGBT транзисторах.

Рис. №4. Схема использования ШИМ для регулирования однофазного асинхронного электродвигателя.

Частотное регулирование асинхронного однофазного электродвигателя считается основным способом регулирования , мощности, эффективности использования, скорости и показателей энергосбережения.

Рис. №5. Схема управления электродвигателем без исключения из конструкции конденсатора.

Частотный преобразователь: виды, принцип действия, схемы подключения

Разрешает своему владельцу снизить энергопотребление и автоматизировать процессы в управлении оборудованием и производством.

Основные компоненты : выпрямитель, конденсатор, IGBT-транзисторы, собранные в выходной каскад.

Благодаря способности управлением параметрами выходной частоты и напряжения достигается хороший энергосберегающий эффект. Энергосбережение выражается в следующем:

  1. В двигателе поддерживается неизменный текущий момент ращения вала. Это обусловлено взаимодействием выходной частоты инверторного преобразователя с частотой вращения двигателя и соответственно, зависимостью напряжения и крутящего момента на валу двигателя. Значит, что преобразователь дает возможность автоматически регулировать напряжение на выходе при обнаружении превышающего норму значения напряжения с определенной рабочей частотой нужно для поддержания требуемого момента. Все инверторные преобразователи с векторным управлением имеют функцию поддержания постоянного вращающего момента на валу.
  2. Частотный преобразователь служит для регулировки действия насосных агрегатов (). При получении сигнала, поступающего с датчика давления, частотник снижает производительность насосной установки. При снижении оборотов вращения двигателя уменьшается потребление выходного напряжения. Так, стандартное потребление воды насосом требует 50Гц промышленной частоты и 400В напряжения. Руководствуясь формулой мощности можно высчитать соотношение потребляемых мощностей.

Уменьшая частоту до 40Гц, уменьшается величина напряжения до 250В, означает, что уменьшается количество оборотов вращения насоса и потребление энергии снижается в 2,56 раз.


Рис. №6. Использование частотного преобразователя Speedrive для регулирования насосных агрегатов по систем CKEA MULTI 35.

Для повышения энергетической эффективности использования необходимо сделать следующее:

  • Частотный преобразователь должен соответствовать параметрам электродвигателя.
  • Частотник подбирается в соответствии с типом рабочего оборудования, для которого он предназначен. Так, частотник для насосов функционирует в соответствии с заложенными в программу параметрами для управления работой насоса.
  • Точные настройки параметров управления в ручном и автоматическом режиме.
  • Частотный преобразователь разрешает использовать режим энергосбережения.
  • Режим векторного регулирования позволяет произвести автоматическую настройку управления двигателем.

Преобразователь частоты однофазный

Компактное устройство преобразования частоты служит для управления однофазными электродвигателями для оборудования бытового предназначения. Большинство частотных преобразователей обладает следующими конструктивными возможностями:

  1. Большинство моделей использует в своей конструкции новейшие технологии векторного управления.
  2. Они обеспечивают улучшенный вращающий момент однофазного двигателя.
  3. Энергосбережение введено в автоматический режим.
  4. Некоторые модели частотных преобразователей используют съемный пульт управления.
  5. Встроенный PLC контроллер (он незаменим для создания устройств сбора и передачи данных, для создания систем телеметрии, объединяет устройства с различными протоколами и интерфейсами связи в общую сеть).
  6. Встроенный ПИД регулятор (контролирует и регулирует температуру, давление и технологические процессы).
  7. Напряжение выхода регулируется в автоматическом режиме.


Рис.№7. Современный преобразователь Optidrive с основными функциональными особенностями.

Важно: Однофазный преобразователь частоты, питаясь от однофазной сети напряжением 220В, выдает три линейных напряжения, величина каждого из них по 220В. То есть, линейное напряжение между 2 фазами находится в прямой зависимости от величины выходного напряжения самого частотника.

Частотный преобразователь не служит для двойного преобразования напряжения, благодаря наличию в конструкции ШИМ-регулятора, он может поднять величину напряжения не более чем на 10%.

Главная задача однофазного преобразователя частоты – обеспечить питание как одно- так и трехфазного электродвигателя. В этом случае ток двигателя будет соответствовать параметрам подключения от трехфазной сети, и оставаться постоянным

Частотное регулирование однофазных асинхронных электродвигателей

Первое на что обращаем внимание при выборе частотника для своего оборудования – это соответствие сетевого напряжения и номинального значения тока нагрузки, на который рассчитан двигатель. Способ подключения выбирается относительно рабочего тока.

Главным в схеме подключения является наличие фазосдвигающего конденсатора, он служит для сдвига напряжения, поступающего на пусковую обмотку. Она служит для пускового включения двигателя, иногда после того, как двигатель заработал, пусковая обмотка вместе с конденсатором отключается, иногда остается включенной.

Схема подключения однофазного двигателя с помощью однофазного частотного преобразователя без использования конденсатора

Выходное линейное напряжение устройства на каждой фазе равно выходному напряжению частотника, то есть на выходе будет три напряжения линии, каждое по 220В. Для запуска может использоваться только пусковая обмотка.

Рис. №8. Схема присоединения однофазного асинхронного двигателя через конденсатор

Фазосдвигающий конденсатор не может обеспечить равномерный фазовый сдвиг в пределах границ частот инвертора. Частотник обеспечит равномерный сдвиг фаз. Для того, чтобы исключить из схемы конденсатор, нужно:

  1. Конденсатор стартера С1 удаляется.
  2. Вывод обмотки двигателя присоединяем к точке выхода напряжения частотника (используется прямая проводка).
  3. Точка А присоединяется к СА; В соединяется с СВ; W соединяется к СС, таким образом электродвигатель присоединится напрямую.
  4. Для включения в обратном направлении (обратная проводка) необходимо В присоединить к СА; А присоединить к СВ; W соединить с СС.


Рис. №9. Схема подключения однофазного асинхронного двигателя без использования конденсатора.

На видео — Частотный преобразователь. в однофазную сеть 220В.

Регулирование скорости вращения коллекторного двигателя постоянного тока

Двигатели постоянного тока и мотор-редукторы, созданные на их основе, нуждаются в надежной системе управления скоростью вращения вала. Простым и удобным методом решения проблемы является применение широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Способ основан на преобразовании постоянного напряжения в импульсное. При этом управление частотой вращения осуществляют путем изменения длительности подающегося импульса.

Например, по такому же принципу используют ШИМ схему в осветительных приборах для регулировки яркости свечения светодиодных ламп. Так как у светодиода небольшое время затухания частота работы устройства регулирования имеет большое значение. Качественные приборы должны полностью исключать мерцание при пониженной яркости свечения.

Управление двигателями постоянного тока методом ШИМ стало возможным благодаря силе инерции. После прекращения подачи напряжения на обмотки вал электродвигателя останавливается не сразу, продолжая движение по инерции. Путем кратковременной подачи напряжения с определенным периодом можно добиться плавного регулирования скорости вращения вала. При этом главным регулирующим параметром является размер паузы между импульсами.

Применение устройства управления для двигателя постоянного тока

Этот метод управления двигателем постоянного тока позволяет плавно изменять скорость вращения вала в широких пределах. ШИМ делает возможным изменение параметров работы двигателя в автоматическом режиме в соответствии с установленными данными. Необходимую информацию регулятор оборотов коллекторного двигателя получает от пользователя или специального датчика, который определяет, температуру, скорость вращения или любой другой параметр. Например, в воздушных системах охлаждения регулятор оборотов изменяет скорость вращения вентилятора на основе данных, полученных от датчика температуры. Это позволяет автоматически замедлять скорость потока воздуха при низкой температуре и увеличивать при высокой.

Схема управления коллекторным двигателем постоянного тока

Простую схему управления двигателем постоянного тока можно собирать из полевого транзистора. Он играет роль электронного ключа, который переключает схему питания двигателя после подачи напряжения на базу. Электронный ключ остается открытым на время, соответствующее длительности импульса.

ШИМ сигнал характеризуют коэффициентом заполнения, который равен обратной величие скважности. Коэффициент заполнения равен отношению продолжительности импульса к периоду его подачи. Скорость движения вала двигателя будет пропорциональна значению коэффициента заполнения. Поэтому, если частота ШИМ сигнала слишком низкая для обеспечения стабильной работы, то вал двигателя будет вращаться заметными рывками. Чтобы гарантировать плавное регулирование и стабильную работу частота должна превышать сотни герц.

Оптимальные значения частоты ШИМ сигнала

Частота может варьироваться в широких пределах от нескольких десятков до нескольких сотен герц. Благодаря емкостной нагрузке происходит сглаживание импульсов. В итоге на двигатель подается «постоянное» напряжение средней величины в зависимости от параметров управляющей системы. Например, если двигатель получает питание от сети напряжением 10В, и к нему подключить регулятор с длительностью импульса равной половине периода подачи, то эффект будет таким же, как при подаче 5В на двигатель напрямую.

Сложности при ШИМ регулировании скорости двигателя постоянного тока

ШИМ является популярным методом регулирования аналоговым напряжением в различных схемах. При использовании этого способа регулирования пользователь может столкнуться с непредсказуемым поведением двигателя. Например, вал может начать вращение в обратную сторону. Это происходит при низких емкостных нагрузках. В коллекторных двигателях в процессе работы происходит постоянное переключение обмоток якоря. Когда подключают регулятор, начинает происходить отключение и включение питание с определенной частотой. Дополнительная коммутация в сочетании с коллекторной может привести к проблемам с эксплуатацией двигателя. Поэтому устройства управления с ШИМ регулированием двигателя должны быть тщательно продуманы и проработаны.

Также причиной нестабильной работы электродвигателя может стать факт влияния силы тока на скорость вращения ротора, которая находится в зависимости от уровня приложенного напряжения. Проблемы могут возникнуть при эксплуатации двигателей на малой скорости по отношению к номинальному значению.

Например, у пользователя есть двигатель, который при номинальном напряжение вращает ротор со скоростью 10об/сек. Чтобы понизить скорость до 1 об/сек недостаточно просто снизить напряжение до 1В. Подобрать подходящее значение подаваемого напряжения сложно и если пользователю и удастся, то при незначительном изменении условий эксплуатации скорость снова изменится.

Решением проблемы является применение системы автоматического регулирования или кратковременное включение электродвигателя на полную мощность. Движение ротора будет происходить рывками, но при правильно подобранной частоте и длительности подаваемых импульсов можно сделать вращение более стабильным. Так, добиваются устойчивого движения вала электродвигателя с любой скоростью, которая не будет меняться в зависимости от нагрузки.

Реализация ШИМ

Многие модели современных ПЛК контроллеров предоставляют возможность организации ШИМ. Но иногда доступных каналов оказывается недостаточно и приходится использовать программу обработки прерывай.

Алгоритм реализации ШИМ:

  1. В начале каждого импульса ставим единицу и ждем повышения значения до заданного уровня.
  2. Сбрасываем линию на ноль.

Длительность импульса легче отследить с определенной периодичностью или ступенями. Например, десять регулировочных ступеней соответствуют 10% от максимального значения. Прежде всего необходимо определиться с частотой импульсов и количеств ступеней регулирования. Далее, умножают полученные значения. Результат произведения даст необходимую частоту прерываний таймера.

При желании можно выбрать подходящую частоту таймера или количество ступеней регулирования и путем расчетов находят необходимую частоту импульсов.

Так же по теме регулирования скорости коллекторного двигателя предлагаем статью «Управление коллекторным двигателем постоянного тока методом ШИМ»

Однофазный асинхронный двигатель: принцип работы

Особенности устройства и работы

Двигатель имеет простое устройство. Статор укомплектован двумя обмотками: первая обмотка — основная, т.е. рабочая, вторая обмотка — пусковая, которая работает только во время запуска мотора.

Если сравнивать с другими двигателями, у однофазного асинхронного мотора нет момента впуска. Если присмотреться, ротор внешне напоминает клетку для грызунов. Ток одной фазы создает магнитное поле, которое состоит из двух полей. При включении двигателя ротор остается без движения.

Расчет результирующего момента при неподвижном роторе находится в основе магнитных полей, которые образуют два вращающих момента.

Расчет:

Mn = М1 — М2

М — противоположные моменты;

n — частота вращения.

Асинхронный однофазный двигатель: принцип работы

При задействовании неподвижной части наступает вращающий момент. Поскольку он возникает только после запуска, мотор укомплектован отдельным пусковым устройством.

У однофазного асинхронного мотора есть немало отличий от, к примеру, трехфазных. Если говорить об основных, стоит отметить особенности статора. На пазах предусмотрена двухфазная обмотка: основная, т.е. рабочая, и пусковая.

Магнитные оси расположены друг к другу перпендикулярно. При работе основная фаза не вызывает вращение ротора, ось магнитного поля остается неподвижной.

Для расчета обмоток статора разработаны специальные программы.

Какие бывают типы однофазных двигателей

На сегодня существуют следующие типы однофазных асинхронных моторов: с конденсаторным и бифилярным механизмом. У каждого из механизмов свои особенности, достоинства и недостатки.

Бифилярный пуск

Бифилярная обмотка в постоянном режиме не используется, поскольку при таком использовании падает значение КПД. С увеличением оборотов, она обрывается. Обмотка пуска включается на пару секунд, расчет работы по 3 сек до 30 раз в час. Если будет превышен запуск, витки перегреются.

Конденсаторный пуск

Фаза расщепленная, цепь вспомогательной обмотки начинает работать при запуске. Для того, чтобы был достигнут пусковой момент, необходимо создать круговое магнитное поле. Для наилучшего пускового момента используется конденсатор. Моторы с включенными конденсаторами в цепи называются конденсаторными и работают на основе вращения поля магнитов. У конденсаторного мотора предусмотрено две катушки, которые находятся под постоянным напряжением.

Основные принципы работы

В основе принципа работы находится короткозамкнутый ротор. Магнитное поле имеет вид двух кругов с противоположными последовательностями, они двигаются в разные стороны с одинаковой скоростью. Достаточно разогнать ротор в нужную сторону, чтобы он продолжил движение в ту же сторону.

Именно поэтому для запуска однофазного асинхронного двигателя используют кнопку пуска. С ее нажимом статор начинает работу. Токи заставляют вращаться магнитное поле, в воздушном зазоре появляется магнитная индукция. Всего спустя несколько секунд разгон ротора равняется номинальной скорости.

Если кнопку пуска отпустить, электродвигатель переходит с режима двух фаз на одну фазу. Однофазный режим поддерживается за счет переменного поля магнитов, которое из-за скольжения вращается быстрее ротора.

Схема центробежного выключателя

Для эффективной работы однофазного асинхронного двигателя принято встраивать центробежный выключатель, а также реле с замыкающими контактами. Выключатель прерывает пуск статорной обмотки при достижении номинальной скорости ротора. Тепловое реле отключает двухфазную обмотку при перегреве. Это оптимальная комплектация мотора, которая обеспечит безопасную и надежную работу оборудования на долгие годы.

Изменение направления роторного вращения происходит при перемене направления тока в любой из фаз обмотки при запуске. Для этого достаточно нажать пусковую кнопку и переустановить одну или две металлические пластины. Для образования фазового сдвига необходимо добавить в цепь конденсатор или дроссель, резистор.

При запуске двигателя работает две фазы, потом — только одна. Как видите, асинхронный однофазный двигатель принцип работы имеет достаточно простой и понятный. В отличие от других моторов, с ним просто и легко работать.

В чем достоинства однофазного асинхронного двигателя:

  • доступная цена;
  • простая конструкция;
  • небольшой вес, компактность;
  • большая двигательная способность из-за отсутствия коллектора;
  • питание от синусоидальной сети.

В чем недостатки однофазного асинхронного двигателя:

  • небольшой диапазон регулировки частоты вращения;
  • отсутствие или небольшой пусковой момент, низкий КПД.

Частотный регулятор для регулировки скорости вращения асинхронного двигателя

Качественный обмен воздуха в помещении в значительной мере влияет на комфорт жизни в квартире. Чистый воздух, сухие стены, мягкий микроклимат в доме напрямую зависит от наличия системы вентиляции. При этом к самой популярной на сегодняшний день системе обмена воздушных потоков в помещении относится принудительная вентиляция, работающая по приточно-вытяжному принципу.

Большинство современных вентиляторов для вытяжных систем снабжаются электродвигателем с регулируемой скоростью вращения. При этом для изменения оборотов вентилятора используют специальные регуляторы, в том числе и частотные системы изменения скорости вращения асинхронного двигателя, который используется как в вытяжных устройствах, так и в различных бытовых приборах в квартире.

Предназначение и функции регуляторов

Ещё не так давно устройства регулировки скорости вращения асинхронного электродвигателя состояли из простейших ручных выключателей и магнитного реле, благодаря которым можно было только запустить мотор на максимальных оборотах или выполнить полное его отключение.

Любой регулятор оборотов двигателя, в том числе и частотный, предназначен для изменения скорости вращения мотора. При этом основной функцией регулятора скорости является изменение производительности вытяжной системы или другого оборудования. Но помимо этого такие приборы обладают и дополнительными возможностями, о которых не стоит забывать:

  • уменьшение износа оборудования в процессе эксплуатации;
  • экономия потребляемой электрической энергии;
  • снижение шумов на максимальных оборотах.

Большинство приборов, регулирующих скорость вращения электродвигателя, могут быть использованы как отдельный элемент системы, так и являться дополнением электронного блока управления, бытовым прибором, приводящимся в действие мотором.

Варианты регулировки скорости электродвигателя

Для изменения скорости вращения как асинхронного, так и любого другого двигателя, используется несколько вариантов регулировки оборотов:

  • регулировка подачи напряжения;
  • переключение обмоток асинхронных многоскоростных двигателей;
  • частотная регулировка показателей тока;
  • использование электронного коммутатора.

Изменение напряжения даёт возможность использовать достаточно дешёвые устройства для плавной или многоступенчатой регулировки скорости. Если говорить об асинхронных моторах, которые имеют внешний ротор, то для них лучше использовать регулятор сопротивления якоря для изменения оборотов. При этом частотная регулировка позволяет изменять скоростные показатели в достаточно широком диапазоне.

Разновидности моделей, регуляторов оборотов

Устройства регулировки скорости для однофазных, трёхфазных и асинхронных двигателей различаются по принципиальному изменению оборотов вращения:

  • регуляторы, собранные на тиристорах;
  • симисторные стемы изменения скорости;
  • частотные регуляторы;
  • регуляторы на основе трансформаторов.

Тиристорные регуляторы скорости используются для однофазных двигателей и позволяют помимо изменения оборотов вращения защищать оборудование от перегрева и перепадов напряжения.

Симисторные устройства могут управлять сразу несколькими электромоторами, работающими как на постоянном, так и переменном токе, но при условии, что параметры мощности не будут превышать предельных значений. Такой способ изменения оборотов один из самых популярных, если необходимо регулировать скорость благодаря изменению показателей напряжения от минимального до номинального значения.

Трёхфазный регулятор, более точный, и снабжается предохранителем, контролирующим, уровень тока. А чтобы снизить шумовые эффекты на низких оборотах устанавливается сглаживающий фильтр, состоящий из конденсатора.

Частотный регулятор скорости для асинхронного двигателя используется при преобразовании входного напряжения в диапазоне от 0 до 480 вольт, а непосредственный контроль оборотов осуществляется благодаря изменению подаваемой электрической энергии. Чаще всего такие регуляторы используются в трёхфазных двигателях, систем кондиционирования и вентиляции достаточно большой мощности.

Также для мощных электромоторов используют регулятор на основе однофазного или трёхфазного трансформатора. Благодаря такому устройству появляется возможность ступенчатой регулировки скорости двигателей. При этом одним трансформатором можно управлять сразу несколькими устройствами в автоматическом режиме.

Частотные регуляторы асинхронных моторов

Ещё нет так давно встретить частотный регулятор скорости для асинхронного двигателя было практически невозможно, а стоимость таких устройств была неоправданно высокой. При этом основной причиной дороговизны таких устройств было отсутствие качественных транзисторов и модулей высокого напряжения. Но благодаря разработкам в сфере твердотельных электронных устройств этот вопрос был решён. Вследствие этого рынок электроники заполонили сварочные инверторы, инверторные кондиционеры и частотные преобразователи.

На сегодняшний день, частотные регуляторы – самый распространённый метод регулировки, мощностных характеристик оборотов и уровня производительности большинства механизмов, которые приводятся в действие асинхронным трёхфазным электродвигателем.

При таком методе изменения скоростных показателей в электродвигателе, к нему подключается специальный частотный регулятор. В большинстве случаев это тиристорные преобразователи частоты. При этом сама регулировка оборотов осуществляется посредством изменения частотных показателей напряжения, которые непосредственно влияют на скорость вращения асинхронного электромотора.

Хочется отметить, что во время снижения частотных показателей падает, и перегрузочная способность электродвигателя и поэтому для компенсации мощностных потерь нужно увеличивать напряжение. При этом величина напряжения зависит от конструктивных особенностей привода. Если регулировка выполняется на моторе, работающем с постоянным уровнем нагрузки на валу, то величина напряжения увеличивается пропорционально падению частоты. Но при увеличении оборотов это недопустимо и может привести к выходу из строя двигателя.

В случае, когда частотная регулировка выполняется на электродвигателе постоянной мощности, то увеличение напряжения производится пропорционально корню квадратному падения частоты. При изменении оборотов в вентиляционных установках подаваемое напряжение изменяется пропорционально квадрату снижения частоты.

Частотные регуляторы скорости для асинхронных электродвигателей – единственно правильный способ изменения оборотов мотора. В первую очередь это обусловлено возможностью изменения скорости в максимально широком диапазоне практически без потери мощности и уменьшения перегрузочных характеристик мотора.

Особенности использования регуляторов скорости

В качестве элемента системы, автоматического изменения скорости вращения, вентиляционных устройств частотный регулятор обеспечивает контроль функционирования всего вытяжного механизма. При этом в процессе использования устройства для регулировки оборотов любых, в том числе и асинхронных двигателей, появляются дополнительные шумы, которые можно устранить, только используя трансформаторный регулятор.

Также кроме шума во время работы электродвигателя на разных скоростях могут появиться электромагнитные помехи, устранить которые можно за счёт экранированного кабеля. При использовании трёхфазного регулятора с шумом проблем не возникает, но обязательна дополнительная установка сглаживающих фильтров. Но вне зависимости от модели используемого регулятора существуют рекомендации по их эксплуатации.

  1. Прежде чем включать устройство в сеть переменного тока важно проверить все соединительные элементы и провода на качество заземления.
  2. Чтобы устранить различные помехи в сети важно устанавливать специальный фильтр.
  3. Для недопущения перегрева регулятора оборотов мотора, его размещают в месте, куда не попадает солнце. В противном случае из-за повышения температуры устройство будет работать на предельной нагрузке и может перестать реагировать на показатели датчиков.
  4. Любой регулятор, в том числе и частотный для асинхронного двигателя должен размещаться вертикально, что позволит качественно рассеивать тепло, выделяемое, в процессе работы прибора.
  5. Не рекомендовано очень часто производить включение или выключение регуляторов, так как в процессе непрерывной работы они функционируют в оптимальных условиях и поэтому реже выходят из строя.

В настоящее время всё чаще используют частотные регуляторы, так как они имеют компактные размеры и невысокую стоимость по сравнению с трансформаторными аналогами. При этом во время работы такие устройства подают номинальное напряжение на электромотор.

Изменение скорости вращения путем изменения первичного напряжения и другие

Страница 6 из 25

Скорость вращения двигателя можно регулировать путем изменения (уменьшения) напряжения на его зажимах. Это основано на зависимости M = f(s) (185), которую, предполагая постоянными параметры двигателя и неизменной частоту приложенного напряжения в пределах по s<sKр, можно записать в виде M = c1U1s. Отсюда следует, что при постоянном моменте па валу двигателя скольжение s меняется при изменении напряжения в соответствии с зависимостью

На рисунке 176 даны кривые вращающих моментов двигателя при различных значениях первичного напряжения; если скольжение s1 соответствует работе двигателя при напряжении.

Рис. 176. Механические характеристики асинхронного двигателя при различных величинах напряжения.

Как видно, диапазон регулирования скорости вращения, равной (1—s), весьма невелик. Расширение диапазона регулирования получается при более пологих механических характеристиках, то есть в двигателях с большим значением sK. Но следует помнить, что потери, возникающие во вторичной цепи, равны мощности скольжения [см. формулу (159)]. К недостаткам относится также и то, что при
снижении напряжения пропорционально его квадрату падает перегрузочная способность двигателя. К достоинствам этого способа относятся возможность применения его к короткозамкнутым двигателям, плавное регулирование скорости вращения, простота и надежность в работе. Напряжение на зажимах двигателя при неизменном напряжении сети изменяют при помощи установленных между сетью и статором двигателя регулируемого автотрансформатора или управляемых дросселей насыщения. При изменении значения постоянного тока подмагничивания индуктивное сопротивление дросселей изменяется, что вызывает изменение напряжения на зажимах двигателя.
Ухудшение охлаждения самовентилируемых двигателей при снижении скорости вращения приводит к необходимости повышать номинальную мощность двигателя (увеличивать габарит регулируемого двигателя по сравнению с нерегулируемым). Степень завышения мощности зависит от формы механической характеристики двигателя (ее пологости в области рабочих режимов), вида статической нагрузки и диапазона регулирования.
Выбор электродвигателя по мощности, дросселей насыщения или автотрансформатора для регулируемого привода представляет собой самостоятельный вопрос, рассматриваемый в курсах электропривода и в периодической литературе.
Способы регулирования скорости вращения изменением напряжения перспективны прежде всего для приводов с вентиляторной характеристикой момента, механизма или постоянным моментом, но при малом диапазоне регулирования. Такие приводы достаточно распространены в сельскохозяйственном производстве.
Метод регулирования скорости вращения изменением напряжения применяется также для двигателей с фазным ротором, причем в этом случае для получения более пологих механических характеристик двигателя в цепь ротора включают добавочные сопротивления.

Другие способы регулирования скорости вращения

Рассмотренные способы регулирования скорости вращения можно отнести к наиболее распространенным. Из возможных других можно назвать способ регулирования скорости вращения двигателя с фазным ротором при включении в цепь ротора индуктивных сопротивлений, наглухо присоединенных к цепи ротора и размещенных на одном валу с ним (двигатель Розова, рис. 178), а также способ импульсного регулирования. При импульсном регулировании непрерывно включают двигатель в сеть и отключают его от сети или при помощи контактора К шунтируют сопротивления, включенные между сетью и статором двигателя (рис. 179).

Рис. 178. Двигатель с индуктивными сопротивлениями в роторе:
а — электрическая схема; б — внешний вид; в — конструкция индуктивного сопротивления; 1 — катушка; 2 — корпус диска; 3 — крышка.

Рис. 179. Схема импульсного регулирования скорости вращения асинхронного двигателя.

В зависимости от частоты и продолжительности импульсов двигатель работает с некоторой приблизительно постоянной скоростью вращения. Регулирование сопряжено с ухудшением энергетических показателей, сопровождается толчками токов и применяется только для двигателей весьма малой мощности.

Судовые электрические машины СЭМ1-С-Р

Вы смотрите фотографию с сайта ООО Учебное и лабораторное оборудование — чтобы вернуться на него перейдите по ссылке uilomsk.ru

1. Трансформаторы и автотрансформаторы. 
1.1. Однофазный трансформатор. 
1.1.1. Определение коэффициента трансформации однофазного трансформатора. 
1.1.2. Снятие характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0= f(U) однофазного трансформатора. 
1.1.3. Снятие характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), cosφК= f(U) однофазного трансформатора. 
1.1.4. Снятие внешней характеристики U=f(I) однофазного трансформатора при активной нагрузке. 
1.1.5. Определение рабочих характеристик I1=f(P2), P1=f(P2), η=f(P2), cosφ=f(P2) однофазного трансформатора при активной нагрузке. 
1.1.6. Определение уравнительного тока, вызванного неравенством коэффициентов трансформации параллельно включенных однофазных трансформаторов. 
1.1.7. Определение небаланса токов параллельно включенных однофазных трансформаторов, вызванного неравенством их напряжений короткого замыкания. 
1.2. Однофазный автотрансформатор. 
1.2.1. Определение коэффициента трансформации однофазного автотрансформатора. 
1.2.2. Снятие внешней характеристики U=f(I) однофазного автотрансформатора при активной нагрузке. 
1.3. Трехфазный трансформатор. 
1.3.1. Снятие характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0= f(U) трехфазного трансформатора. 
1.3.2. Снятие характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), cosφК= f(U) трехфазного трансформатора. 
1.3.3. Проверка группы соединений обмоток трехфазного трансформатора. 
1.3.4. Подтверждение недопустимости параллельной работы трехфазных трансформаторов с различными группами соединения обмоток. 
2. Машины постоянного тока. 
2.1. Генераторы постоянного тока. 
2.1.1. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) генератора постоянного тока с независимым возбуждением. 
2.1.2. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) генератора постоянного тока с независимым возбуждением. 
2.1.3. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If= f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора постоянного тока с независимым возбуждением.
2.1.4. Определение влияния сопротивления цепи возбуждения генератора постоянного тока с параллельным возбуждением на возможность его самовозбуждения. 
2.1.5. Определение влияния частоты вращения генератора постоянного тока с параллельным возбуждением на возможность его самовозбуждения.
2.1.6. Снятие внешней U=f(I) характеристики генератора постоянного тока с параллельным возбуждением. 
2.1.7. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If= f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора постоянного тока со смешанным возбуждением. 
2.2. Параллельная работа генераторов постоянного тока. 
2.2.1. Параллельная работа генераторов постоянного тока с параллельным возбуждением. 
2.2.2. Параллельная работа генераторов постоянного тока со смешанным возбуждением. 
2.3. Двигатели постоянного тока. 
2.3.1. Снятие электромеханической (скоростной) характеристики n=f(I) двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным / смешанным возбуждением. 
2.3.2. Снятие механической характеристики n=f(M) двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным / смешанным возбуждением. 
2.3.3. Определение рабочих характеристик n=f(P2), P1=f(P2), М=f(P2), η=f(P2) двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным / смешанным возбуждением. 
2.3.4. Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным / смешанным возбуждением изменением напряжения якоря. 
2.3.5. Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / последовательным / смешанным возбуждением изменением сопротивления реостата в цепи якоря. 
2.3.6. Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока с независимым / параллельным / смешанным возбуждением изменением тока возбуждения. 
2.3.7. Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением шунтированием обмотки возбуждения. 
3. Асинхронные электрические машины. 
3.1. Трехфазный асинхронный генератор с короткозамкнутым ротором. 
3.1.1. Снятие характеристики холостого хода U=f(С) трехфазного асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором при его автономной работе. 
3.1.2. Снятие внешней U=f(I) характеристики трехфазного асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором при его автономной работе. 
3.1.3. Снятие и определение нагрузочных характеристик U =f(P2), I=f(P2), P1=f(P2), f=f(P2), s=f(P2), η=f(P2) трехфазного асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором при его автономной работе. 
3.1.4. Снятие характеристик мощности Р=f(n), Q=f(n) трехфазного асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором при f=const, U=const. 
3.2. Трехфазный асинхронный генератор с фазным ротором. 
3.2.1. Снятие регулировочной rf= f(n) характеристики трехфазного асинхронного генератора с фазным ротором при f=const, U=const, Р=const. 
3.3. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. 
3.3.1. Снятие характеристик холостого хода I0=f(U), Р0=f(U), cosφ0=f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. 
3.3.2. Снятие характеристик короткого замыкания IК=f(U), РК=f(U), cosφК=f(U) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. 
3.3.3. Снятие электромеханической (скоростной) характеристики n=f(I) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. 
3.3.4. Снятие механической характеристики n=f(M) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. 
3.3.5. Определение рабочих характеристик I=f(P2), P1=f(P2), s=f(P2), η=f(P2), cosφ=f(P2), M=f(P2) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. 
3.3.6. Регулирование частоты вращения трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором изменением напряжения статора. 
3.3.7. Регулирование частоты вращения трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором согласованным изменением частоты и напряжения статора. 
3.4. Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором. 
3.4.1. Снятие электромеханической (скоростной) характеристики n=f(I) трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором. 
3.4.2. Снятие механической характеристики n=f(M) трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором. 
3.4.3. Определение рабочих характеристик I=f(P2), P1=f(P2), s=f(P2), η=f(P2), cosφ=f(P2), M=f(P2) трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором. 
3.4.4. Регулирование частоты вращения трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором изменением активного сопротивления цепи ротора. 
4. Синхронные электрические машины. 
4.1. Синхронный генератор. 
4.1.1. Снятие характеристики холостого хода E0=f(If) синхронного генератора с независимым возбуждением. 
4.1.2. Снятие характеристики короткого замыкания IК=f(If) синхронного генератора с независимым возбуждением. 
4.1.3. Снятие внешней U=f(I), регулировочной If= f(I) и нагрузочной U=f(If) характеристик синхронного генератора с независимым возбуждением. 
4.1.4. Снятие внешней U=f(I) характеристики синхронного генератора с самовозбуждением. 
4.2. Параллельная работа синхронного генератора с сетью большой мощности. 
4.2.1. Включение синхронного генератора на параллельную работу с электрической сетью большой мощности по способу точной синхронизации. 
4.2.2. Включение синхронного генератора на параллельную работу с электрической сетью большой мощности по способу грубой синхронизации. 
4.2.3. Включение синхронного генератора на параллельную работу с электрической сетью большой мощности по способу самосинхронизации. 
4.2.4. Регулирование активной мощности и снятие угловой характеристики P=f(δ) синхронного генератора при параллельной работе с электрической сетью большой мощности. 
4.2.5. Регулирование реактивной мощности и снятие U-образной характеристики I=f(If) синхронного генератора при параллельной работе с электрической сетью большой мощности. 
4.2.6. Перевод синхронной машины, подключенной к электрической сети большой мощности, из генераторного в двигательный режим и в режим синхронного компенсатора. 
4.3. Параллельная работа двух синхронных генераторов. 
4.3.1. Включение на параллельную работу двух синхронных генераторов. 
4.3.2. Регулирование частоты параллельно работающих синхронных генераторов. 
4.3.3. Распределение активной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами. 
4.3.4. Распределение реактивной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами. 
4.4. Синхронный двигатель. 
4.4.1. Асинхронный пуск трехфазного синхронного двигателя. 
4.4.2. Снятие U-образной характеристики I=f(If) трехфазного синхронного двигателя. 
4.4.3. Определение рабочих характеристик I=f(P2), P1=f(P2, η=f(P2), cosφ=f(P2), M=f(P2) трехфазного синхронного двигателя. 
4.4.4. Снятие угловых характеристик P=f(δ), Q=f(δ), U=f(δ) трехфазного синхронного двигателя.

CОСТАВ 
СТЕНДА

  • Преобразователь частоты – 1 шт.
  • Однофазный источник питания – 1 шт.
  • Трехполюсный выключатель – 3 шт.
  • Реостат для цепи ротора машины переменного тока – 1 шт.
  • Реостат возбуждения машины постоянного тока – 2 шт.
  • Линейный реактор – 1 шт.
  • Емкостная нагрузка – 1 шт.
  • Регулируемый автотрансформатор – 1 шт.
  • Выпрямитель – 1 шт.
  • Реостат – 1 шт.
  • Индуктивная нагрузка – 1 шт.
  • Трехфазная трансформаторная группа – 2 шт.
  • Трехфазный регулируемый автотрансформатор – 1 шт.
  • Измеритель напряжений и частот – 1 шт.
  • Блок мультиметров (3 мультиметра) – 1 шт.
  • Вольтамперметр – 1 шт.
  • Многофункциональный электроизмерительный прибор – 2 шт.
  • Лабораторный стол с двухсекционным контейнером и трехуровневой рамой – 2 шт.
  • Лабораторный стол с трехуровневой рамой – 1 шт.
  • Блок мультиметров (2 мультиметра) – 1 шт.
  • Активная нагрузка – 2 шт.
  • Указатель угла нагрузки синхронной машины – 1 шт.
  • Указатель частоты вращения – 1 шт.
  • Трехфазный источник питания – 1 шт.
  • Блок синхронизации – 1 шт.
  • Блок возбуждения синхронной машины – 2 шт.
  • Блок конденсаторов – 1 шт.
  • Электромашинный агрегат с маховиком 2 (с машиной постоянного тока 101.4, машиной переменного тока 102.1 и преобразователем углового перемещения) – 2 шт.
  • Однофазный тиристорный преобразователь – 2 шт.
  • Набор аксессуаров для комплекта СЭМ1-С-Р – 1 шт.
  • Руководство по выполнению базовых экспериментов «Трансформаторы и автотрансформаторы»
  • Руководство по выполнению базовых экспериментов «Судовые электрические машины»
  • Сборник руководств по эксплуатации компонентов аппаратной части комплекта СЭМ1-С-Р
  • Компакт-диск с методическим обеспечением комплекта СЭМ1-С-Р

ТЕХНИЧЕСКИЕ 
ХАРАКТЕРИСТИКИ

Потребляемая мощность, В·А, не более 500

Электропитание:- от трехфазной сети переменного тока    с рабочим нулевым и защитным проводниками    напряжением, В    

—  и от однофазной сети переменного тока    с рабочим нулевым и защитным проводниками    напряжением, В  

— частота, Гц

380 ± 38 

220 ± 22

50 ± 0,5

Класс защиты от поражения электрическим током    I

Габаритные размеры, мм, не более  — длина (по фронту)           

— ширина (ортогонально фронту)      

— высота     

 3×910

850

1900

Масса, кг, не более 200
Количество человек, которое одновременно и активно может работать на комплекте      2

 

VFD для однофазных приложений

ЧРП и однофазные двигатели переменного тока

Моя первая работа вне школы была с производителем двигателей, обеспечивающим техническую поддержку. Находясь на Среднем Западе, у нас было много фермерских и сельскохозяйственных клиентов.

Их области применения варьировались от вентиляторов, насосов, элеваторов, мешалок, шнеков, конвейеров и т. Д. Фермерские установки часто не имели доступа к трехфазному питанию и приходилось довольствоваться однофазным напряжением 230 В.Мы продали много однофазных двигателей Farm Duty / Ag для этих установок.

Люди часто хотели запускать двигатели на пониженных скоростях, поэтому они спрашивали: «Могу ли я добавить частотно-регулируемый привод к моему однофазному двигателю?». Обычно однофазные двигатели не могут работать с частотно-регулируемыми приводами. Однако можно вводить одну фазу в частотно-регулируемый привод и выводить переменное напряжение на трехфазный асинхронный двигатель. В этой статье описывается, как это работает, и предлагаются некоторые соображения.

Универсальный однофазный двигатель для работы в ферме

Проблема с однофазными двигателями с линейной подачей

Одной из проблем при работе с большими однофазными двигателями переменного тока от сети является пусковой ток.Однофазный двигатель мощностью 10 л.с. потребляет номинальное напряжение 38 А (при 230 В).

Но этот двигатель (конструкция NEMA B) при запуске будет потреблять в 6-8 раз больше номинального тока — или 234 А! Такое высокое потребление усилителя может вызвать проблемы на распределительной панели. Даже утилиты могут заметить.

Однофазный двигатель мощностью 10 л.с. потребляет пусковой ток 234 А при 230 В.

Честно говоря, проблемы, связанные с высокими пусковыми токами, также будут влиять на трехфазный двигатель с сетевым питанием.Но в случае трехфазного двигателя человек может легко добавить частотно-регулируемый привод. Одним из преимуществ работы с частотно-регулируемым приводом является то, что при увеличении скорости двигателя он ограничивает ток двигателя, чтобы избежать этих больших пиков.

Центробежный переключатель в однофазных двигателях с конденсаторным пуском

Есть несколько различных конструкций однофазных двигателей. Я выделю тот, который я видел больше всего в промышленных приложениях — с конденсаторным пуском и центробежным переключателем.В конструкции используется конденсаторная сеть, которая находится в цепи двигателя на низких скоростях. Конденсаторы помогают обеспечивать крутящий момент при нулевой скорости и запускать двигатель в правильном направлении.

Общая схема подключения однофазного двигателя — с конденсаторами и центробежным выключателем

Когда двигатель вращается и становится инерционным, центробежный переключатель размыкается, и конденсаторная сеть отключается от первичных обмоток двигателя. Скорость, с которой размыкается переключатель, происходит до достижения двигателем нормальной рабочей скорости 60 Гц.

По этой причине не рекомендуется использовать двигатель, рассчитанный на 50 Гц, в сети 60 Гц. По крайней мере, без замены или регулировки центробежного переключателя. Возможно, что переключатель никогда не размыкается при работе на частоте 50 Гц. Это может привести к повреждению конденсаторов или перегреву обмоток двигателя.

Аналогичная проблема связана с использованием частотно-регулируемого привода для управления скоростью однофазного двигателя. Снижение скорости эффективно удерживает конденсаторы в цепи в течение длительных периодов времени и может потенциально повредить двигатель.

Однофазный вход для частотно-регулируемого привода

Итак, если вы не можете использовать частотно-регулируемый привод с однофазным двигателем такой конструкции, каково решение? Ответ заключается в том, чтобы ввести одну фазу в частотно-регулируемый привод. ЧРП может действовать как преобразователь фаз и выводить три фазы на трехфазный двигатель.

Есть некоторые соображения, особенно с калибровкой. Некоторые ЧРП разработаны и рассчитаны на ввод как однофазных, так и трехфазных. Обратитесь к производителю частотно-регулируемого привода, но в руководстве вы увидите что-то подобное, в котором обозначены обе фазы.

Для приводов большего размера номинальные значения обычно указывают только на трехфазный вход. Возможен однофазный ввод, но, вероятно, потребуется однофазное снижение номинальных характеристик.

Давайте посмотрим на приложение VFD с трехфазным входом, работающим от двигателя мощностью 10 л.с. Допустим, потерь нет и PowerIN = PowerOUT. Входной ток и выход будут одинаковыми.

Входная мощность распределяется по трем фазам

Теперь возьмем то же приложение, работающее с двигателем мощностью 10 л.с., но с однофазным входом.PowerIN = PowerOUT. Вот только вся мощность на входе теперь проходит по одному проводнику вместо трех. Фактически, к входному однофазному току применяется коэффициент √ (3) по сравнению с трехфазным током.

Вся входная мощность (ток) протекает по одному проводнику

Опять же, некоторые размеры приводов уже имеют входные выпрямители с завышенными размерами и по своей природе могут выдерживать повышенный однофазный входной ток — это должно отражаться в номинальных характеристиках силового каскада.Для более крупных приложений HP в конечном итоге может потребоваться увеличение размера привода для работы с большим входным током.

Как правило, мы предлагаем округлить в большую сторону и предположить, что однофазный входной ток будет вдвое больше, чем трехфазный входной ток.

Наконец, также неплохо использовать сетевой дроссель 5% при подаче однофазной входной мощности на привод. Во время включения на привод будет подача зарядного тока на устройство.Дроссель 5% поможет снизить пиковый зарядный ток и защитит входной выпрямительный каскад частотно-регулируемого привода.

А как насчет стоимости

Однофазные двигатели, особенно двигатели большой мощности, имеют надбавку к цене. Быстрый расчет того же двигателя мощностью 10 л.с. сверху и однофазного варианта — это + 60% надбавка к стоимости. Я предполагаю, что часть дополнительных затрат связана с добавленными частями конденсаторной сети и переключателя. Другая часть стоимости связана с тем, что более крупные однофазные асинхронные двигатели являются более специализированными по сравнению с трехфазными типами.

Добавьте дополнительную стоимость частотно-регулируемого привода / реактора, но также вычтите надбавку за однофазный двигатель. Я думаю, вы обнаружите, что общие затраты на добавление ЧРП намного меньше, чем вы думаете.

Стоит ли покупать вместо роторного преобразователя?

Фазовый преобразователь, безусловно, является вариантом. Он преобразует однофазную мощность в трехфазную. Но это все, что он делает. Он не предлагает многих преимуществ, которые может предложить ЧРП.Это включает в себя возможность управления скоростью двигателя, повышение производительности на низких скоростях, функции защиты и мониторинг температуры двигателя.

Аналогичный аргумент можно привести и в отношении стоимости фазового преобразователя. Фазовый преобразователь, скорее всего, не сэкономит много денег, если вообще сэкономит, по сравнению с приводом.

Преимущества использования частотно-регулируемых приводов в однофазных приложениях

Пользователю будет выгодно перейти от двигателя с сетевым питанием к двигателю, управляемому частотно-регулируемым приводом.Они смогут оптимизировать скорость двигателя для процесса. Возможно, это означает замедление конвейера во время загрузки вместо полного отключения двигателя. Слегка нагруженные двигатели также могут быть увеличены для ускорения процессов — например, конвейера или шнека.

Пользователь также получит выгоду от экономии энергии благодаря ЧРП. Особенно квадратичные нагрузки, такие как вентиляторы и насосы. Чем выше пошлина приложение, тем больше будет экономия. Добавьте в приложение некоторую базовую обратную связь, такую ​​как датчик температуры или влажности, и к ЧРП можно будет подключить проводку для регулирования процесса.KEB F5 даже имеет встроенный ПИД-регулятор, поэтому весь процесс можно регулировать внутри привода, что устраняет необходимость во внешнем ПЛК или управлении

Одно из преимуществ частотно-регулируемых приводов, которое часто упускается из виду, — это все их защитные функции, которые позволяют обнаруживать нештатные ситуации.

  • Повышенное / пониженное напряжение — Автоматическое отключение при падении напряжения или скачке напряжения.
  • Motor Overheat — Для этой опции требуется термистор или датчик температуры двигателя. Он защищает вложения в двигатель и является хорошей идеей для дорогих двигателей, двигателей, трудных в обслуживании, и для применений с высокими температурами окружающей среды.
  • Защита от перегрузки по току — это может обнаруживать ненормальную неисправность, такую ​​как короткое замыкание обмотки двигателя и отключение.

Конечно, есть еще много защитных функций, но вы поняли.

Однофазные частотно-регулируемые приводы KEB Привод

KEB F5 может использоваться с однофазными установками. Загрузите руководство на странице продукта F5 VFD или свяжитесь с инженером KEB America, чтобы обсудить ваше приложение и решить, какой VFD подходит для вашего приложения.

Управление скоростью однофазного асинхронного двигателя с использованием одного Mosfet

Луай Фархан Згайр

Хасан Али Абед аз-Зуби

Фредрик ОДЖИА

Турсунходжаева Фируза М.

Фараз Ахмед Фаруки

Эрик Рэнди Рейес Политуд

Elsadig Gasoom FadelAlla Elbashir

Ипен, Аша Сара

Доктор.Арун Кумар А

Д-р Зафар Икбал

Д-р ШАХЕРА С.ПАТЕЛ

Доктор Ручика Ханна

Доктор Реджеп ТАС

Д-р Раша Али Эльдиб

Доктор Пралхад Канхайялал Рахангдейл

DR.ПАТРИК Д. ЧЕРНА

Д-р Николас Падилья-Райгоза

Д-р Мустафа Ю. Г. Юнис

Д-р Мухаммад Шоаиб Ахмедани

DR. МУХАММАД ИСМАИЛ МОХМАНД

DR. МАХЕШ ШИВАДЖИ ЧАВАН

DR.М. АРУНА

Доктор Лим Джи Ни

Д-р Джатиндер Пал Сингх Чавла

DR. ИРАМ БОХАРИ

Доктор ФАРХАТ НАЗ РАХМАН

Доктор Девендра Кумар Гупта

Д-р АШВАНИ КУМАР ДУБЕЙ

Доктор.Али Сейди

Д-р Ахмад Чоэрудин

Д-р Ашок Кумар Верма

Тхи Монг Дьеп НГУЕН

Д-р Мухаммад Акрам

Д-р Имран Азад

Доктор Минакши Малик

Асеил Хади Хамза

Анам Бхатти

мкр.Амир Хоссейн

Ахмет Ипекши

Мирзади Гохари

Лучшее управление скоростью однофазного двигателя переменного тока — Отличные предложения по регулированию скорости однофазного двигателя переменного тока от глобальных продавцов регуляторов скорости однофазного двигателя переменного тока

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для управления скоростью однофазного двигателя переменного тока.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально есть тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы найдете новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот лучший регулятор скорости однофазного двигателя переменного тока вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели на AliExpress регулятор скорости однофазного двигателя переменного тока.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в регулировании скорости однофазного двигателя переменного тока и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести single phase ac motor speed control по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

автоматический контроль скорости двигателя переменного тока | контроллер вентилятора | 1 фаза

* Примечание: Nimbus-HP не рекомендуется для новых разработок.

  • Программируемые пользователем кривые управления

  • Управляет одним или несколькими асинхронными двигателями номиналом от 1 до 18 А
  • 50 штук по цене от 84 $.По 70 шт., Большим объемом 69 долл. США
  • Заводская настройка для заказов от 50 штук
Эксплуатация / установка PDF

Nimbus-HP Лист данных

SmartFan Nimbus-HP — это программируемый пользователем регулятор скорости вращения вентилятора переменного тока / двигателя переменного тока на основе TRIAC, созданный для OEM-рынка. Nimbus-HP предназначен для управления любым количеством однофазных асинхронных двигателей с общим номинальным током менее 18 ампер. Nimbus-HP регулирует скорость двигателя с помощью управляющего сигнала 2–10 В постоянного тока, 4–20 мА, датчика или до трех удаленных датчиков температуры (продаются отдельно).Кривые управления программируются заказчиком с помощью встроенных DIP-переключателей или могут быть настроены на заводе для заказов от 50 штук. Типичные области применения: регулирование влажности, создание избыточного давления в чистых помещениях, охлаждение оборудования, теплообменники, вытяжные вентиляторы, насосы, канальные вентиляторы и воздуходувки.

ВНИМАНИЕ: Автоматический контроллер вентилятора переменного тока / управления скоростью электродвигателя переменного тока Nimbus-HP разработан для производителей оригинального оборудования (OEM) и не предназначен для приложений конечных пользователей или сторонних производителей.Nimbus-HP следует использовать только с асинхронными двигателями, управляемыми TRIAC / напряжением (постоянный разделенный конденсатор (PSC) или экранированный полюс). Попытка управлять несовместимым вентилятором или двигателем может вызвать чрезмерный нагрев и / или необратимое повреждение двигателя. Обратитесь к странице совместимости двигателей переменного тока для получения более подробной информации.

Технические характеристики Характеристики / опции
  • »Источник питания: 85 — 300 В переменного тока (определяется автоматически), 1-фазный
  • »Частота: 47-64 Гц, определяется автоматически
  • »Номинальная выходная мощность при 65 ° C: от 1 до 18 А
  • »Тип двигателя: асинхронные двигатели с постоянным разделенным конденсатором (PSC) или с экранированными полюсами, одобренные производителем двигателя для регулирования напряжения
  • »Подключение питания и двигателя: 1/4 ″ быстроразъемные соединения
  • »Подключение управляющего сигнала, датчика и аварийной сигнализации: клеммная колодка
  • »Пусковой импульс полного напряжения
  • »Температура хранения: от -40 ° C до 125 ° C
  • »Рабочая температура: от -20 ° C до 65 ° C
  • »Точность температуры и гистерезис: 2 ° C
  • »Вес: 1 шт.25 фунтов (567 грамм)
  • »Вес с крышкой: 862 грамма (1,90 фунта)
  • »Соответствует RoHS (6/6)
  • »Ожидается одобрение агентства
  • »Программируемые режимы управления:
    • — управляющий сигнал 0-20 мА
    • — управляющий сигнал 0-10 В постоянного тока
    • — До трех выносных датчиков температуры (поставляются отдельно)
    • — Дистанционный датчик (влажность, давление, расход и т. Д.)
    • — Возможность двойного регулирования (т.е. температуры и влажности)
  • »Варианты программируемого режима контроля температуры:
    • — Четыре настройки температуры на полной скорости
    • — Две крутизны регулирования температуры
    • — Четыре настройки холостого хода
  • »Dip-переключатель позволяет пользователю выбирать следующие настройки:
    • — Порог включения / выключения двигателя
    • — 64 фиксированных настройки скорости
  • »Дистанционный сигнал тревоги, указывающий на потерю управляющего сигнала или превышение температуры
  • »Доступен с корпусом или без него

Nimbus-HP Автоматический контроллер вентилятора переменного тока / Регулировка скорости двигателя переменного тока Размеры

Для чертежей САПР используйте ссылки в разделе «Дополнительная информация» ниже.

Nimbus-HP Автоматический контроллер вентилятора переменного тока / Регулятор скорости двигателя переменного тока Номера деталей

Деталь № Источник питания Номинальная выходная мощность при 65 ° C Корпус Наличие
TRC1800-F 85-300 В переменного тока 18 ампер 10 шт. Мин.
TRC1800E-F Есть Фондовый

Дополнительная информация

»Nimbus-HP. Техническое описание по эксплуатации / установке (PDF)
» Чертеж Nimbus-HP IGS CAD (.igs)
»Прайс-лист SmartFan (PDF)
» Щелкните здесь для вопросов или комментариев

Чтобы поговорить с инженером или представителем сервисной службы, позвоните по телефону (978) 486-4160 (с 9:00 до 17:00 EST)

Подключение частотно-регулируемого привода для управления скоростью однофазного двигателя

частотно-регулируемый привод (VFD), обычно он используется для управления скоростью трехфазных асинхронных двигателей. С технической точки зрения можно использовать частотно-регулируемый привод для управления скоростью однофазного двигателя, но мы должны упомянуть, что регулирование скорости однофазного двигателя с помощью частотно-регулируемого привода может привести к перегреву двигателя переменного тока, а также к увеличению срока службы.Рекомендуется модернизировать двигатель до трехфазного двигателя переменного тока. Вы также можете подключить трехфазный двигатель к однофазному источнику питания, используя однофазный или трехфазный частотно-регулируемый привод, а затем контролировать скорости. В любом случае, здесь GoHz покажет вам подробности в видео о работе однофазного двигателя на частотно-регулируемом приводе.

Транскрипция видео:

Подключите частотно-регулируемый привод к однофазному источнику питания
ГГц выберите однофазный частотно-регулируемый привод мощностью 2 л.с. в демонстрационном видео.

  1. Подключите клемму GND частотно-регулируемого привода к земле.
  2. Подключите клеммы L и N к источнику переменного тока.
  3. Проверьте, работает ли дисплей VFD по умолчанию. Если нет, сбросьте VFD.
  4. Ознакомьтесь с клавиатурой однофазного частотно-регулируемого привода GoHz. Как правило, на панели VFD имеется 8 клавишных кнопок: RUN, STOP, PRG, DATA / ENTER, UP, DOWN, JOG и SHIFT . Функции клавиатуры VFD разных производителей в основном одинаковы.Кроме того, некоторые VFD имеют другие кнопки функциональных клавиш, такие как MONITORPDISPLAY и RESET .

Подсоедините однофазный двигатель к ЧРП

  1. Подключите фазу U, V, W частотно-регулируемого привода к клеммам асинхронного двигателя, как показано в следующей инструкции по подключению (конденсаторы однофазного двигателя могут быть удалены при необходимости).
  2. Установите однофазный частотно-регулируемый привод в режим клавиатуры ( P0-02 ).
  3. Установите типы двигателя ( P1-00 ), номинальную мощность ( P1-01 ), номинальное напряжение ( P1-02 ) и номинальный ток ( P1-03 ).
  4. Установите номинальную частоту двигателя ( P1-04 ) и номинальную скорость ( P1-05 ).
  5. Используйте частотно-регулируемый привод для управления скоростью однофазного двигателя, функция обрыва фазы частотно-регулируемого привода должна быть отключена путем установки P9-13 на 0, а затем начать ввод в эксплуатацию.
  6. Нажмите RUN , частота повысится 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 велик, 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 по-прежнему слишком велик, немедленно остановите частотно-регулируемый привод. Переключите выход частотно-регулируемого привода U, и Вт, фазу .
  9. Функциональный код P0-08 можно настроить для управления номинальной рабочей частотой двигателя, установить время ускорения с помощью P0-17 , установить время замедления с помощью P0-18 .
  10. Ознакомьтесь с кодом защиты однофазного частотно-регулируемого привода с частотой дискретизации ГГц. Соблюдайте значение по умолчанию теплового реле, значение настройки защиты от перегрузки. При необходимости эти значения можно изменить.

GHz Функция автонастройки однофазного VFD
При использовании векторного управления VFD и функций управления крутящим моментом необходимо использовать режим автонастройки однофазного VFD на частоте GoHz.

  1. Код функции режима автонастройки: P1-11 . 0 означает отсутствие действий, 1 означает статическую автонастройку двигателя, а 2 означает автонастройку вращения двигателя.
  2. Нажмите ДАННЫЕ , чтобы сохранить настройку. В этот момент индикатор TRIP медленно мигает. Цифровые дисплеи TuNP. После нажатия RUN VFD начинает автонастройку. Это продлится 1 ~ 5 минут. После завершения автонастройки VFD вернется к исходному интерфейсу.

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

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

Статья по теме: Трехфазный двигатель от однофазного источника питания

Контроллер однофазного двигателя переменного тока серии 55AC

Контроль скорости двигателя переменного тока симистора 55AC


Надежный, экономичный и компактный симисторный источник переменного напряжения переменного тока, специально изготовленный для вибропитателей, вентиляторов, насосов, систем отопления и освещения.Все модели оснащены однофазным входом переменного тока и полностью регулируемым выходом переменного тока. Закрытая версия поставляется с прочным корпусом, переключателем включения / выключения, контрольной лампой включения, предохранителем с передним доступом, а также удобными входными и выходными кабелями и вилками. В основе системы управления лежит симистор, срабатывающий для регулировки фазы и, таким образом, изменения скорости. Серия 55 предназначена для работы с экранированными полюсами, постоянными разделенными конденсаторами, постоянными разделенными фазами, универсальными двигателями или любой резистивной нагрузкой. Он не предназначен для двигателей с конденсаторным пуском.

СЕРИЯ 55AC НЕ ЭКВИВАЛЕНТ ПРИВОДА ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ / ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

Если у вас есть какие-либо вопросы о совместимости этого продукта с вашим двигателем / приложением, позвоните в службу технической поддержки Dart по телефону 317-873-5211.

  • Управляет большинством однофазных двигателей переменного тока и резистивными нагрузками, не предназначенными для двигателей с конденсаторным пуском.
  • Для вибропитателей, вентиляторов, насосов, отопления и освещения.Все модели имеют однофазный вход переменного тока и полностью регулируемый выход переменного тока
  • Закрытая версия включает переключатель питания, индикаторную лампу включения и передний предохранитель
  • Переключение симистора для изменения выходной фазы и, следовательно, скорости (совместимой)
МОДЕЛЬ ШАССИ ЗАКРЫТАЯ МОДЕЛЬ ВХОД / ВЫХОД (В переменного тока) РЕЙТИНГ НЕПРЕРЫВНЫЙ ТОК
55AC10C 55AC10E 120 / 0-120 10А
55AC15C 55AC15E 120 / 0-120 15А
57AC10C 57AC10E 240 / 0-240 10А
57AC15C 57AC15E 240 / 0-240 15А

Управление скоростью однофазного асинхронного двигателя с использованием Arduino

Abstract

Этот проект используется для управления скоростью однофазного асинхронного двигателя с помощью контроллера Arduino.Однофазный инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное. Скорость однофазного асинхронного двигателя зависит от частоты инвертора.

Демо-видео

Подробная информация о плате 1-фазного инвертора

Плата инвертора поставляется со встроенным мостовым выпрямителем и фильтрующим конденсатором. 4 номера полевых МОП-транзисторов IRFP250 установлены с теплоотводом. Выход инвертора заканчивается 2-х контактным разъемом PTB.Пользователь должен припаять на тыльной стороне платы интерфейс стробирующего импульса.

4 полевого МОП-транзистора IRFP250 установлены с надлежащим радиатором

5A Мостовой выпрямитель с конденсатором фильтра постоянного тока (1000 мкФ / 250 В)

2-контактный разъем PTB для подключения двигателя

СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Параметры

➣4 № IRFP250 MOSFET с радиатором

➣Входное напряжение 100 В / AC / 50 Гц

➣Рабочая частота 25 кГц

➣ Входы и выходы оканчиваются разъемами PTB

.

TLP 250 ПЛАТА ВОДИТЕЛЯ

Спецификация

4 Нет, оптоизолированный привод затвора

➣Входное напряжение 12В / AC / 50Гц

➣Рабочая частота 25 кГц

➣ Все входы и выходы оканчиваются штекерными разъемами RMC

Блок-схема

Описание блок-схемы
  • Генератор импульсов: — Здесь мы использовали микроконтроллер PIC (PIC 16F877a) для генерации сигнала PWM.
  • Схема драйвера
  • : Используется для усиления импульсов и обеспечивает изоляцию с помощью оптрона. Имеет две функции,
  • Мостовой выпрямитель: преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока.
  • Однофазный инвертор: преобразует источник постоянного тока в однофазный источник переменного тока для управления однофазным асинхронным двигателем.

Контроллер Arduino

Рабочий

Контроллер Arduino используется для генерации импульсов ШИМ для схемы инвертора.Импульсы контроллера Arduino подаются в схему драйвера в качестве входа. Плата драйвера в основном используется для изоляции и усиления входных сигналов от контроллера. Выход усиленного драйвера подключен к устройствам основной цепи питания. Источник переменного тока преобразуется в постоянный с помощью мостового выпрямителя. И напряжение постоянного тока подается на схему инвертора, и, изменяя частоту инвертора, также изменяется скорость двигателя.

Преимущества
  • Высокая эффективность
  • Легко контролировать скорость
  • Коммутационные потери уменьшены

Приложения
  • Промышленное применение
  • Насосная система

Заключение

Управление скоростью однофазного асинхронного двигателя с помощью контроллера Arduino.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*