Честотен преобразувател за трифазен електродвигател

Съдържание:

Трифазните асинхронни двигатели отдавна се използват в промишлеността и други области на човешкия живот и дейност. Сред всички етапи на работния процес най-голямо внимание се обръща на осигуряването на плавен старт и спиране на агрегата. За да се изпълни това условие е необходимо да се използва честотен преобразувател за трифазен електродвигател. В допълнение към основното си име - честотният преобразувател е известен също като инвертор, честотен преобразувател или AC честотен преобразувател.

Основната функция на честотния преобразувател е да контролира скоростта на въртене на асинхронни двигатели, с помощта на които електрическата енергия се преобразува в механична. Първоначалното движение се трансформира в други видове движения, необходими за извършване на конкретна технологична операция. Използването на честотни преобразуватели ви позволява да доведете ефективността на електродвигателя до 98%.

Устройство и принцип на действие на преобразувателя

Честотният преобразувател регулира скоростта на въртене на трифазни електродвигатели от асинхронен тип. Въртенето, получено под действието на електричество, се преобразува в механично движение с помощта на специални задвижващи устройства. Скоростта на въртене може да се контролира и от други устройства. Всички те обаче имат сериозни недостатъци под формата на висока цена, сложен дизайн и лошо качество. Освен това обхватът на регулиране на такива устройства е напълно недостатъчен за нормална работа.

Всички тези проблеми се решават ефективно с помощта на честотен преобразувател. Това устройство, освен че осигурява плавен старт и стоп, контролира и други процеси, протичащи в двигателя. Използването на честотник сведе до минимум риска от неизправности и аварийни ситуации. Скоростта и плавното регулиране се осигуряват от специално проектирана верига на честотен преобразувател за трифазен двигател. В резултат на прилагането му продължителността на непрекъсната работа на електродвигателя значително се увеличи, беше възможно да се постигнат значителни икономии на енергия и увеличение.

Поради какво става възможно да се контролира скоростта на въртене на електродвигателя? На първо място, напрежението, идващо от мрежата, се променя по честота. Освен това от него се формира нормално трифазно напрежение с необходимата амплитуда и честота, което се консумира от електродвигателя. Контролът на скоростта се извършва в доста широк диапазон. Ако е необходимо, честотният преобразувател ви позволява да превключите въртенето на ротора в обратната посока. Всички настройки трябва да се извършват, като се вземат предвид паспортните данни на устройството, като се вземат предвид максимално допустимата скорост и инсталираната мощност.

Общото устройство на честотния преобразувател е показано на диаграмата. Апаратът се състои от три компонента:

Токоизправител. Когато е свързан към източник на захранване, той генерира постоянно напрежение. В зависимост от модификацията, тя може да бъде управлявана или неуправляема.
Филтър. Проектиран да изглажда изправеното напрежение, така че неговият дизайн включва кондензатори.
инвертор. Директно генерира напрежение с желаната честота и го подава към двигателя.

Основната класификация на chastotnikov се извършва в зависимост от вида на контрола на скоростта. Има два основни режима:

Скаларен режим без обратна връзка. В този случай се контролира магнитното поле на статора.
Векторен режим с или без обратна връзка. Тук си взаимодействат магнитните полета на ротора и статора, което се отчита при управлението. Този режим оптимизира въртящия момент при различни скорости. Този метод на контрол се счита за по-точен и ефективен. Но изисква специални знания и умения, по-скъпи за поддръжка.

Свързване и настройка на честотния преобразувател

Свързването на честотни преобразуватели е особено важно за частните собственици на оборудване с асинхронни двигатели. Предварително се препоръчва да се инсталира прекъсвач, който ще дезактивира мрежата в случай на възможно късо съединение в една от фазите.

Във веригите честотниците за асинхронни двигатели са свързани към електрически двигатели по два начина - "триъгълник" и "звезда". Първата схема се използва за еднофазни регулируеми задвижвания, без загуба на мощност. Такива честотници имат максимална мощност от 3 kW и са предназначени главно за използване в домашни условия. Звездната схема се използва там, където има трифазни индустриални мрежи.

За да се ограничи стартовият ток и да се намали стартовият момент, стартирането на двигатели с мощност над 5 kW се извършва по смесена схема. "Звезда" се използва в момента на стартиране, когато се подава напрежение към статора. След като двигателят достигне номинална скорост, захранването превключва към друга верига "триъгълник". Този метод не се използва навсякъде, а само там, където е възможно да свържете двете вериги наведнъж.

Дистанционното управление се свързва в съответствие със схемата, приложена към честотния преобразувател. Лостът за управление трябва да е в положение ИЗКЛЮЧЕНО преди започване на монтажа и преди подаване на захранване. Когато лостът се премести в положение ON, това действие се потвърждава от светлинен индикатор. В много модели стартът по подразбиране е чрез натискане на бутона RUN. Постепенното увеличаване на скоростта на електродвигателя се извършва чрез бавно завъртане на дръжката на дистанционното управление. При достигане на необходимата скорост дръжката се фиксира в това положение. За превключване на режима на обратно въртене има бутон за заден ход.

Самостоятелно производство на честотен преобразувател

Напоследък асинхронните електродвигатели с ниска мощност, използвани в задвижванията на различни устройства, станаха широко разпространени в ежедневието. Ето защо, за да не купуват скъпо допълнително оборудване за тях, много домашни занаятчии осигуряват честотно регулиране на електродвигатели, като правят преобразуватели със собствените си ръце. Така се постига икономия на енергия при запазване на мощността на двигателя.

Домашната еднофазна мрежа ви позволява да свържете електрически двигател, чиято мощност не надвишава 1 kW. Именно за такива единици се правят предимно домашни честотници. Необходимо е предварително да се мисли за свързването на триъгълници, предназначени за еднофазна мрежа. За тази цел изходите на намотките се свързват последователно помежду си, съгласно принципа на свързване на изхода на една намотка към входа на друга. Също така се препоръчва предварително да се състави схемата на честотния преобразувател, сглобен от себе си.

Преди да започнете строителството, трябва да подготвите всички необходими елементи и материали. Можете да използвате всеки микроконтролер - аналог на модела AT90PWM3B и трифазен мостов драйвер, подобен на модела IR2135. Освен това трябва да се запасите с 6 транзистора тип IRG4BC30W, 6 бутона и индикатор. Всички части са разположени на две платки, свързани помежду си с гъвкав кабел.

Конструкцията на честотния преобразувател е допълнена. Тази част може да бъде закупена готова или сглобена със собствените си ръце по отделна схема. Контролът върху работата на двигателя се осъществява с помощта на външен управляващ ток или микросхема IL300, която има линейно разединяване. За монтиране на транзистори и диоден мост се използва общ радиатор. Бутоните за управление се дублират от оптрони OS2-4.

Ако електродвигателят има малка мощност, тогава не е необходимо да инсталирате трансформатор на еднофазен честотен преобразувател. Вместо това можете да използвате токов шунт, в който проводниците имат напречно сечение от 0,5 mm. Към него е свързан и усилвателят DA-1, който изпълнява допълнителна функция за измерване на напрежението.

Поддръжка на устройството по време на работа

На първо място, трябва своевременно да почистите устройството отвътре от прах. Основната процедура се извършва с прахосмукачка, но пълно почистване по този начин не може да се извърши. Прахосмукачката просто не се справя с дебели и плътни слоеве натрупан прах. Затова се препоръчва използването на компресор или ръчно почистване.
Голямо значение се отдава на навременната периодична подмяна на елементи, части и възли. Охлаждащите вентилатори се препоръчват да се сменят след 2-3 години работа. Има срокове за предпазители, вътрешни контури и други части. При спазване на тези условия честотният преобразувател за електродвигателя ще продължи много по-дълго.
Задължително е да се следи вътрешната температура и напрежението на шината. Твърде високата температура води до негативни последици, когато кондензаторите се разрушат и топлопроводимата паста започне да изсъхва.
Препоръчва се пастата да се сменя поне веднъж на три години. Температурата на околната среда не трябва да надвишава 40 градуса, а влажността и концентрацията на прах не трябва да надвишават допустимите граници.

Предимства на честотните преобразуватели в асинхронни двигатели

Асинхронните двигатели предлагат много предимства пред устройствата с постоянен ток. Те се отличават с прост дизайн и висока надеждност. Ето защо за битови и промишлени цели най-често се избират асинхронни агрегати.

В момента много потребители отказват механично да контролират тока по време на работа на двигателите. Този метод не гарантира правилното качество на оборудването. Вместо това отдавна се използват честотни преобразуватели. Електронното управление ви позволява значително да намалите консумацията на енергия, като същевременно поддържате собствената мощност на двигателя.

Честотните преобразуватели трябва да работят в съответствие с техническите спецификации, отразени в документацията на оборудването. Домашните устройства се препоръчват да се използват само у дома, а в производството използвайте фабрично произведено оборудване. Ремонтът и поддръжката на инверторите трябва да се извършват само от квалифициран персонал.