Convertor de frecvență pentru un motor electric trifazat

Conţinut:

Motoarele asincrone trifazate au fost folosite de mult timp în industrie și în alte domenii ale vieții și activității umane. Dintre toate etapele fluxului de lucru, cea mai mare atenție este acordată asigurării unei porniri și frânări lină a unității. Pentru a îndeplini această condiție, este necesar să folosiți un convertor de frecvență pentru un motor electric trifazat. Pe lângă numele său principal, un convertor de frecvență este cunoscut și ca invertor, variator de frecvență sau convertizor de frecvență AC.

Funcția principală a convertizorului de frecvență este de a controla viteza de rotație a motoarelor asincrone, cu ajutorul cărora energia electrică este transformată în energie mecanică. Mișcarea inițială se transformă în alte tipuri de mișcări necesare efectuării unei operații tehnologice specifice. Utilizarea convertoarelor de frecvență vă permite să aduceți eficiența motorului electric până la 98%.

Dispozitivul și principiul de funcționare al convertorului

Convertorul de frecvență reglează viteza de rotație a motoarelor electrice trifazate de tip asincron. Rotația obținută sub acțiunea electricității este transformată în mișcare mecanică cu ajutorul unor dispozitive speciale de antrenare. Viteza de rotație poate fi controlată și de alte dispozitive. Cu toate acestea, toate au dezavantaje serioase sub formă de cost ridicat, design complex și calitate slabă. În plus, raza de reglare a unor astfel de dispozitive este complet insuficientă pentru funcționarea normală.

Toate aceste probleme sunt rezolvate eficient cu ajutorul unui convertor de frecvență. Acest dispozitiv, pe lângă faptul că oferă pornire și oprire soft, controlează și alte procese care au loc în motor. Utilizarea unui chastotnik a redus riscul de defecțiuni și urgențe la minimum. Viteza și reglarea lină sunt asigurate de un circuit convertizor de frecvență special conceput pentru un motor trifazat. Ca urmare a aplicării sale, durata de funcționare continuă a motorului electric a crescut semnificativ, s-a putut realiza economii semnificative de energie și o creștere.

Datorită a ceea ce devine posibil să se controleze viteza de rotație a motorului electric? În primul rând, tensiunea provenită din rețea se modifică în frecvență. În plus, din ea se formează o tensiune trifazată normală cu amplitudinea și frecvența necesară, care este consumată de motorul electric. Controlul vitezei se realizează într-o gamă destul de largă. Dacă este necesar, convertizorul de frecvență vă permite să comutați rotația rotorului în direcția opusă. Toate ajustările trebuie făcute ținând cont de datele pașaportului unității, luând în considerare viteza maximă admisă și puterea instalată.

Dispozitivul general al convertizorului de frecvență este prezentat în diagramă. Aparatul este format din trei componente:

Redresor. Când este conectat la o sursă de alimentare, generează o tensiune de curent continuu. În funcție de modificare, aceasta poate fi gestionată sau negestionată.
Filtru. Proiectat pentru a netezi tensiunea redresată, astfel încât designul său include condensatori.
invertor. Generează direct tensiune cu frecvența dorită și o furnizează motorului.

Clasificarea principală a chastotnikov este efectuată în funcție de tipul de control al vitezei. Există două moduri principale:

Modul scalar fără feedback. În acest caz, câmpul magnetic al statorului este controlat.
Modul vectorial cu sau fără feedback. Aici câmpurile magnetice ale rotorului și statorului interacționează, ceea ce este luat în considerare în control. Acest mod optimizează cuplul la diferite viteze. Această metodă de control este considerată mai precisă și mai eficientă. Cu toate acestea, necesită cunoștințe și abilități speciale, mai costisitoare de întreținut.

Conectarea și setarea convertizorului de frecvență

Conectarea convertoarelor de frecvență este deosebit de importantă pentru proprietarii privați de echipamente cu motoare asincrone. Se recomanda in prealabil instalarea unui intrerupator care va scoate sub tensiune reteaua in cazul unui eventual scurtcircuit intr-una din faze.

În circuite, chastotniki pentru motoarele asincrone sunt conectate la motoarele electrice în două moduri - „triunghi” și „stea”. Prima schemă este utilizată pentru variatoarele de viteză monofazate, fără pierderi de putere. Astfel de chastotniki au o putere maximă de 3 kW și sunt destinate în principal utilizării în condiții casnice. Schema stea este utilizată acolo unde există rețele industriale trifazate.

Pentru a limita curentul de pornire și a reduce cuplul de pornire, pornirea motoarelor cu o putere de peste 5 kW se realizează după o schemă mixtă. „Steaua” este folosită în momentul pornirii, când statorului i se aplică tensiune. După ce motorul atinge viteza nominală, sursa de alimentare trece la un alt circuit „delta”. Această metodă nu este folosită peste tot, ci numai acolo unde este posibilă conectarea ambelor circuite simultan.

Telecomanda este conectată în conformitate cu schema atașată convertorului de frecvență. Pârghia de comandă trebuie să fie în poziția OPRIT înainte de a începe instalarea și înainte de alimentarea electrică. Când maneta este mutată în poziția ON, această acțiune este confirmată de un indicator luminos. În multe modele, pornirea implicită este prin apăsarea butonului RUN. O creștere treptată a vitezei motorului electric se realizează prin rotirea lent a mânerului telecomenzii. La atingerea vitezei necesare, mânerul este fixat în această poziție. Pentru a comuta modul la rotație inversă, există un buton invers.

Auto-fabricarea convertizorului de frecvență

Recent, motoarele electrice asincrone de putere redusă utilizate în acționările diferitelor dispozitive au devenit larg răspândite în viața de zi cu zi. Prin urmare, pentru a nu achiziționa echipamente suplimentare costisitoare pentru ei, mulți meșteri de acasă asigură reglarea frecvenței motoarelor electrice făcând convertoare cu propriile mâini. Astfel, se realizează economii de energie, menținând puterea motorului.

O rețea monofazată de acasă vă permite să conectați un motor electric a cărui putere nu depășește 1 kW. Pentru astfel de unități se fac în principal chastotniki de casă. Este necesar să se gândească în avans la conectarea triunghiurilor, concepute pentru o rețea monofazată. În acest scop, ieșirile înfășurărilor sunt conectate în serie între ele, conform principiului conectării ieșirii unei înfășurări la intrarea alteia. De asemenea, se recomandă ca circuitul convertizorului de frecvență asamblat de unul singur să fie întocmit în prealabil.

Înainte de a începe construcția, trebuie să pregătiți toate elementele și materialele necesare. Puteți utiliza orice microcontroler - un analog al modelului AT90PWM3B și un driver de punte trifazat similar cu modelul IR2135. În plus, trebuie să vă aprovizionați cu 6 tranzistoare de tip IRG4BC30W, 6 butoane și un indicator. Toate piesele sunt situate pe două plăci conectate între ele printr-un cablu flexibil.

Designul convertizorului de frecvență este completat. Această piesă poate fi achiziționată gata făcută sau asamblată cu propriile mâini, conform unei scheme separate. Controlul funcționării motorului se realizează folosind un curent de control extern sau un microcircuit IL300, care are o decuplare liniară. Un radiator comun este folosit pentru a monta tranzistori și o punte de diode. Butoanele de control sunt duplicate de optocuplele OS2-4.

Dacă motorul electric are o putere mică, atunci nu este necesar să instalați un transformator pe un convertor de frecvență monofazat. În schimb, puteți folosi un șunt de curent, în care firele au o secțiune transversală de 0,5 mm. La acesta este conectat și amplificatorul DA-1, care efectuează o funcție suplimentară de măsurare a tensiunii.

Întreținerea dispozitivului în timpul funcționării

În primul rând, trebuie să curățați în timp util dispozitivul din interior de praf. Procedura principală se efectuează cu un aspirator, dar o curățare completă în acest fel nu poate fi efectuată. Aspiratorul pur și simplu nu face față straturilor groase și dense de praf acumulat. Prin urmare, se recomandă utilizarea unui compresor sau curățarea manuală.
O mare importanță se acordă înlocuirii periodice la timp a elementelor, pieselor și ansamblurilor. Ventilatoarele de racire se recomanda a fi schimbate dupa 2-3 ani de functionare. Există termene limită pentru siguranțe, bucle interne și alte piese. Sub rezerva acestor termeni, convertizorul de frecvență pentru motorul electric va dura mult mai mult.
Este obligatorie monitorizarea temperaturii interne și a tensiunii magistralei. O temperatură prea ridicată duce la consecințe negative atunci când condensatorii sunt distruși și pasta termoconductoare începe să se usuce.
Se recomandă schimbarea pastei cel puțin o dată la trei ani. Temperatura ambiantă nu trebuie să depășească 40 de grade, iar umiditatea și concentrația de praf nu trebuie să depășească limitele admise.

Avantajele convertoarelor de frecvență în motoarele asincrone

Motoarele asincrone oferă multe avantaje față de dispozitivele DC. Se caracterizează prin design simplu și fiabilitate ridicată. Prin urmare, în scopuri casnice și industriale, unitățile asincrone sunt cel mai adesea alese.

În prezent, mulți utilizatori refuză să controleze mecanic curentul în timpul funcționării motoarelor. Această metodă nu garantează calitatea corespunzătoare a echipamentului. În schimb, convertizoarele de frecvență au fost folosite de mult timp. Controlul electronic vă permite să reduceți semnificativ consumul de energie, menținând în același timp puterea proprie a motorului.

Convertizoarele de frecvență trebuie operate în conformitate cu specificațiile tehnice reflectate în documentația echipamentului. Dispozitivele de casă sunt recomandate a fi folosite numai acasă, iar în producție, folosiți echipamente fabricate din fabrică. Reparațiile și întreținerea invertoarelor trebuie efectuate numai de personal calificat.