Робота частотного перетворювача з однофазним двигуном. Підключення

Тема сьогоднішнього огляду – однофазний частотний перетворювач для однофазного двигуна: як працює така схема, які налаштування потрібні для запуску і ефективної роботи. Напрямок досить специфічним, так як зазвичай на місці однофазної моделі використовується трифазний промисловий агрегат.

Як відомо, однофазні установки отримали широке поширення в побутових експлуатаційних умовах. Їх можна підключати до мережі безпосередньо, або через частотники, наявність яких забезпечує ряд додаткових опцій управління: плавний старт, різке гальмування незалежно від швидкості обертання, уповільнення, контроль струму, що виникає на валу, захист при КЗ і інших проблемах. Однак підключення частотного перетворювача до асинхронного двигуна має свої особливості, про які варто поговорити більш детально.

Однофазні силові установки працюють як від мережі 220, так і від мережі 380 вольт з частотою 50 Гц. У схемі таких машин, для стартового поштовху застосовуються фазосдвигающие конденсатори, що змінюють кут магнітних полів, що і приводить в рух ротор.

Другий «гравець на полі» – частотний перетворювач, серед яких виділяють трифазні та однофазні моделі. Однофазні рішення отримують живлення від мережі 220 вольт, трифазні, відповідно – 380 вольт лінійного струму. На виході перетворювача, як правило, генерується трифазну напругу, але вже зі зсувом фаз в 120°. Величина вихідних значень при цьому повністю збігається з вхідними показниками.

Різновиди частотников для однофазних агрегатів

На сьогоднішній день перетворювачі частоти для однофазного двигуна поділяються на три групи:

1. Вузькоспеціалізовані, призначені тільки для однофазних машин

2. Рішення, що мають опцію підключення двигунів з однією фазою

3. Пристрої, які позбавлені можливості підключення побутових моторів

Найбільш цікавими, з точки зору універсальності, вважаються пристрої з другої групи. Відразу підкреслимо, що частотники і перетворювачі харчування, це не одне і те ж.

Механізм підключення перетворювача

Як вже згадувалося, не кожен перетворювач здатен взаємодіяти з однофазними установками. При подачі напруги, неподключенная фаза буде грітися, перебуваючи фактично у стані обриву. Мікроконтролер розпізнає це, як помилку, тому перед використанням перетворювача частоти (ПЧ), необхідно уважно вивчити технічну документацію. Виробник конкретно вказує в документах, є можливість підключити до пристрою побутовий агрегат.

З причини того, що однофазний двигун в своїй схемі містить конденсатор, зміна частоти не дозволяє досягти потрібного кута зсуву фази. При зниженні частоти (нижче 30 Гц), двигун починає перегріватися. В таких умовах доводиться продумувати додаткові можливості для налагодження охолодження, що сильно ускладнює загальну схемотехніку.

Однофазне підключення через панель управління, позбавляє можливості налагодити роботу реверсу двигуна. Змінити схему напрямки руху в цьому випадку можна тільки шляхом зміни схеми з'єднання обмоток всередині мотора.

Налаштовуємо частотники на роботу в однофазному підключенні

Вибираючи перетворювачі частоти для однофазних асинхронних двигунів, потрібно приділити особливу увагу таким моментам.

1. Швидкість розгону і гальмування слід обмежити, щоб ПЧ не перегрівався. Також потрібно обмежити кількість включень/виключень протягом однієї робочої зміни з тих же причин.

2. Найкращі показники досягаються при виборі скалярного режиму управління.

3. До першого пуску потрібно провести автоматичне налаштування обладнання у відповідності з інструкцією.

4. Після покупки і підключення, відключаємо функцію контролю обриву фаз.

Важливо врахувати наступне. Однофазні установки мають більш низький ККД у порівнянні з трифазними агрегатами. Цей нюанс критичний при підборі пари ПЧ/двигун. Щоб підвищити коефіцієнт корисної дії і знизити нагрівання, можна поекспериментувати зі зсувом вольт-частотної точки. Ще, в якості варіанту підбору оптимальних умов, варто розглянути відключення пускового конденсатора, підключивши пускові і робочі висновки статора до виходу ПЧ.

Переробка однофазного струму в трифазний

Так як частотники для однофазного двигуна практично не використовуються, з-за великої кількості технічних обмежень по регулюванню режимів, а підключення трифазних ПЧ вимагає певної вправності і компромісів, залишається третій варіант – переробка двигуна.

Дуже часто однофазні моделі на перевірку виявляються переробленими трифазними двигунами. Тому перед підключенням в однофазному режимі, варто перевірити установку на предмет можливості промислового режиму експлуатації. Для цього потрібно розкрити блок розподілу почав обмоток, щоб зрозуміти вихідну схему агрегату. Найчастіше, наочний експеримент приводить до висновку, що перед нами мотор на три виведення з лінійною напругою 220 вольт з розводкою «трикутник». Трансформація в однофазну модель виходить за рахунок використання конденсатора, що зрушує одну з фаз. Чтобы вернуть изначальный конструкторский замысел, достаточно исключить из схемы конденсатор, и запустить установку по схеме на три выхода.

В завершении нашего обзора хочется подчеркнуть тот факт, что к одному ПЧ можно подключить сразу несколько силовых агрегатов. В этом случае имеет место быть три схемы. Первая подразумевает параллельное соединение при условии, что по мощности установки равны. Вторая, предусматривает соединение через тепловое реле (если установки разные по мощности и нагрузочной способности). Третья схема – поочередный режим включения, регулирующийся контакторами.