Как подобрать частотный преобразователь к двигателю
Питание преобразователя частоты. Напряжение
При выборе преобразователя частоты очень важно сверять наличие необходимого напряжения на преобразователе и шильдике электродвигателя.
Зачастую покупатели интерпретируют преобразователь частоты так, что можно подать на устройство однофазное напряжение 220 В переменного тока и управлять трехфазным двигателем, рассчитанным на 380 В переменного тока.
Большинство стандартных асинхронных двигателей могут работать с трехфазным напряжением 380 В переменного тока со всеми шестью выводами обмоток, подключенными по схеме «звезда».
Тот же двигатель может работать с трехфазным напряжением 220 В переменного тока, если выводы обмоток соединены по схеме «треугольник». Однако стоит обращать внимание на шильдик, есть ли возможность подключения данного двигателя по схеме «треугольник».
Мощность преобразователя частоты в лошадиных силах
Подбирать преобразователь частоты в соответствии с мощностью двигателя в «л.с.» не совсем правильно. Корректнее выбирать исходя из номинального тока двигателя. Если преобразователь частоты и двигатель имеют одинаковую мощность (л.с.), увеличение числа полюсов двигателя снижает КПД и коэффициент мощности двигателя, увеличивая при этом номинальный ток.
Требования к крутящему моменту двигателя
Если мы посмотрим на приведенные ниже расчеты, то станет понятно, почему происходит потеря крутящего момента при работе двигателя со скоростью выше базовой. Также они объясняют, почему крутящий момент является важным фактором при выборе преобразователя частоты.
Формула определения скорости двигателя:
где:
n = скорость двигателя (об / мин),
60 = секунды,
f = частота сети (Гц),
P = пары полюсов двигателя (четырехполюсный двигатель будет иметь 2 пары).
Момент двигателя определяем по формуле:
где:
W = Вт,
π = Pi (Математическая константа = 3,142),
M = крутящий момент (Нм).
Рассмотрим на конкретном примере
Инженер-механик проектирует машину, которая требует 405 Нм и диапазон скоростей от 100 до 175 об / мин. Установив на машину коробку передач с передаточным числом 10/1, он снижает требуемый входной крутящий момент до 40,5 Нм, минимальная и максимальная входная частота вращения увеличивается до 700 и 1750 об / мин соответственно. Четырехполюсный двигатель мощностью 7,5 кВт (1500 об / мин при 50 Гц) выдает 47,8 Нм. Нам нужно рассчитать, будет ли он давать достаточный крутящий момент на максимальной скорости.
Уменьшить скорость до 1000 об / мин не проблема, если двигатель поддерживает номинальную скорость выше 50% от базовой скорости для обеспечения достаточного охлаждения.
Преобразователь частоты создает крутящий момент двигателя при полной нагрузке до базовой частоты (50 Гц), изменяя напряжение для создания необходимого крутящего момента.
Когда двигатель достигнет базовой скорости и напряжения питания, преобразователь частоты сможет изменять только частоту, подаваемую на двигатель, для увеличения скорости, поскольку он не может подать напряжение выше, чем напряжение питания (кроме специализированных преобразователей частоты с повышающим DC звеном).
Чтобы рассчитать крутящий момент, создаваемый 7,5 кВт при 1750 об / мин, используем приведенную выше формулу.
M = (Ш x 60) / (2 x π x n)
M = (7500 х 60) / (2 х 3,142 х 1750)
M = 40,9 Нм
Следовательно, двигатель мощностью 7,5 кВт с установленным преобразователем частоты может обеспечивать необходимый крутящий момент при правильной скорости.
На этом примере мы видим, что всегда необходимо проверять, находится ли диапазон скорости / крутящего момента в пределах возможностей инвертора и двигателя.
Торможение подачей постоянного тока
В случае установки ПЧ на механизмы для вертикального перемещения, ротор двигателя после команды «стоп» должен удерживаться в неподвижном состоянии до наложения основного тормоза. В моменты старта для улучшения ЭДС двигателя преобразователь должен иметь возможность подавать постоянное напряжение.
Торможение постоянным током, резистивное торможение
Торможение постоянным током предназначено для управления замедлением асинхронных двигателей без активации функции защиты от перенапряжения.
В случаях, когда двигателю требуется быстрое замедление или нагрузка очень нестабильна, существует два варианта решения проблемы: с помощью рекуперативной системы (при отдаче вырабатываемой двигателем энергии в сеть), или с помощью тормозного блока и резисторов, рассеивающих энергию на тормозном резисторе.
Основными преимуществами рекуперативной системы переменного тока являются:
- Сохранение энергии.
- Форма волны входного тока — синусоида.
- Входной ток имеет коэффициент мощности, близкий к единице.
- Выходное напряжение двигателя может быть выше, чем доступное напряжение сети переменного тока.
- Рекуперативный блок будет синхронизироваться с любой частотой от 30 до 100 Гц, при условии, что напряжение питания составляет от 380 В – 10% до 480 В + 10%.
- В условиях нестабильности сети переменного тока рекуперативная система преобразователя частоты может продолжать работать вплоть до напряжения питания переменного тока примерно 270 В без какого-либо влияния на напряжение шины постоянного тока.
При использовании внутренней тормозной системы преобразователя частоты с резисторами или внешнего тормозного блока с резисторами мы тратим энергию впустую на тепло, не применяя для работы.
Это самое дешевое, но неэффективное решение. К сожалению, его выбирает большинство пользователей.
В нашем магазине представлен широкий ассортимент преобразователей IEK, INVT, Schneider. У нас Вы можете купить преобразователь частоты различной мощности: на 1,5кВт, 2кВт, 3кВт, 5кВт, 10кВт и более. Если у Вас возникли вопросы или сложности с выбором преобразователя под конкретное оборудование — мы предложим оптимальное решение по цене/техническим характеристикам.
Для получения консультации звоните (095) 912-07-44.