- Загальна інформація
- Принцип роботи та характеристики
- Опис самостійного підключення
- Ремонт і обслуговування
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Для стабілізації електричного струму використовуються різні пристрої. Пропонуємо розглянути, що таке електромашинні перетворювач частоти, як працює високовольтний, тиристорний і однофазний прилад, його призначення, де можна купити, а також схема, як його зробити своїми руками.
Загальна інформація
Найпростіший перетворювач напруги струму або частоти (ПЧ) - це електромагнітний, електронний або електромеханічний прилад, який перетворює змінний струм однієї частоти в змінний струм іншої. Пристрій може також змінити напругу, але для цього необхідно використовувати спеціальні настройки і компоненти. На нашому ринку вони представлені такими марками і типами як CSACS550, ACS800, Aqua, ATV, ATV312, ATV61, CIMR, Commander, Control, Cue, Drive, F740, Fdu40, Frenic, Frn, Fuji, Hvac, IC5, Innovert, Keb, L100, L200, L300p, Matlab, Micromaster, Mini, N100, N50, N700e, Nxs, Pr6000, Prostar, S11, Schneider, Sinamics, Smd, Unidrive, Vector, Vfs11, Winner, Yaskawa.
Перетворювач напруга-частота широко використовується для того, щоб зберегти енергію механічних систем, наприклад, двигуна, насоса, вентилятора і т.д. Вибираються прилади відповідно до кривими двигуна для забезпечення оптимальної швидкості і навантаження, транзисторний перетворювач може допомогти заощадити енергію двигуна, знижуючи втрати енергії і збільшуючи ККД. Це досягається шляхом перетворення фіксованої частоти вхідного змінного струму напруги в постійний струм, а потім, варіюючи частоту переконвертувати його назад в змінну напругу, використовуючи біполярні транзистори з ізольованим затвором (IGBT).
Бувають перетворювачі високої частоти таких видів:
- Працюючі за допомогою ланки постійного струму;
- Працюючі з безпосереднім зв'язком.
В основному використовується перший тип електроприводу, тому що він забезпечує подвійне перетворення частоти обертання двигуна, при цьому контролюється як вхід сигналу, так і вихід. Розглянемо докладніше їх принцип дії.
Принцип роботи та характеристики
Перетворювач частоти для асинхронних двигунів працює шляхом перетворення вхідного синусоїдального напруги змінного струму в напругу постійного струму, а потім його зміни назад в змінну напругу. Це перетворення відбувається за допомогою або кремнієвих випрямлячів або IGBT-транзисторів. Напруга постійного струму включається за допомогою транзисторів для створення постійного вихідної напруги змінного струму (так званий інвертор). Транзистори можуть включати і вимикати харчування, щоб створити потрібну напругу сигналу струму, який забезпечує живлення двигуна. Частота, на якій відбувається перемикання (несуча), варіюється в залежності від серії і компанії, якій виготовлений перетворювач напруги і частоти (Vacon, Mitsubishi, Toshiba, Altivar, FDU, Danfoss - Данфосс, Delta Hyundai, Emotron, ABB, Lenze, Hitachi, Siemens, Omron, Electric і т.д.)
Статичний трифазний ПЧ має шість діодів в якості мостового випрямляча переднього плану, які перетворять змінний струм в постійний. ПЧ може також мати 12 діодів - два комплекти на фазу (2 × 2 × 3 = 12 імпульсів), або 18 діодів - три набори на фазу (3 × 2 × 3 = 18 імпульсів) і т.д. Один набір діодів подається від трансформатора дельта, щоб створити фазовий зсув на стороні джерела змінного струму між двома випрямлячами, ніж зменшити гармоніку і відобразити сигнал назад до входу напруги.
- 6-діодний перетворювач найбільш часто використовується в будівельній сфері. Сумарний коефіцієнт гармонійних спотворень, відбитий назад до джерела, може бути вище, ніж надходить на вхідні контакти. Ви можете встановити вбудовану котушку індукційного типу, щоб зменшити відображення гармоніка назад в точку зчеплення. ПЧ знижує спотворення струму в джерелі.
- 12-імпульсний перетворювач підвищеної частоти (його ще називають, плавний) може скасувати відображення гармонік назад до джерела. Фази зсуву трансформатора можуть бути налаштовані для зменшення гармонійних спотворень на вхідних клемах.
- 18-імпульсний силовий перетворювач використовує як синхронний, так і асинхронний двигун. Він забезпечує низький рівень гармонійних спотворень в електричній мережі, завдяки поетапне скасування первинних гармонік (5-м і 7-м) і гармонік високого порядку, які можуть привести до резонансу на ємнісних і індуктивних навантаженнях (наприклад, фільтрах, трансформаторах і т. Д. ). Їх вартість часто дуже висока, тому використовуються вони тільки в виробничих цехах. КНІ на вхідних клемах може бути менше 5%, тому нижче загальну напругу гармонійних спотворень буде реалізовано в джерелі, в залежності від схеми імпедансу. Часто цей прилад цифровий, що значно полегшує роботу з ним.
Основні характеристики:
- Напруга - 220-480 В;
- Захист Ip54;
- Температурний бар'єр для нормальної роботи - від +10 до -40 градусів;
- Потужність - від 1 кВт.
Також існує дволанковий перетворювач (ТТПТ, ТОШІБА, УХЛ4, ТПЧ, ТРІОЛ), матричний і векторний прилад, він складається з ПЧ змінного струму і напруги для створення потрібної амплітуди. Забезпечує пуск протягом 2 секунд від включення, дорогий, останнім часом втрачає свою актуальність.
Цей ПЧ виконаний комутацією природного типу, оснащений окремим джерелом напруги з підвищеною частотою. У нього досить вузьке коло використання, в основному це міські або квартальні електростанції.
Залежно від галузі використання, потрібно вибрати оптимальний перетворювач, інакше Ви не тільки переплатите за пристрій, але і можете наразити на небезпеку життя своїх близьких і працівників.
Обов'язково перед покупкою повинна бути прочитана документація, перевірена потужність і пропускні спроможності. Налаштування та збирання перетворювачів може проводитися продавцем-консультантом безпосередньо на місці покупки.
Для чого потрібен перетворювач: для підключення і роботи ліфтів (ПЧВН, ППЧВ), регулювання частоти верстатного двигуна (наприклад, VLT, VFD), автомобільного мотора (Міцубісі, Opel Omega - Омега) і т.д.
Опис самостійного підключення
Пропонуємо розглянути, як можна самому зібрати і підключити простий саморобний побутовий перетворювач частоти для невеликого трифазного електродвигуна в вигляді докладної інструкції.
Розглянемо створення ПЧ на прикладі двигуна з частотою 400Гц і напругою електричної мережі 27 Вольт. Обмотки з'єднані в зірку, завдяки чому середня точка кожної виведена назовні, це дозволяє істотно спростити мікросхему: потрібно три вихідних сигнали, і один вихідний ключ на кожну з фаз. Електрична схема підключення показана на фото нижче:
Цей пристрій складається з таких компонентів: генератор, що формує імпульси, ключі на транзисторах і електричного двигуна.
Керівництво, за яким можна підключити перетворювач частоти двигуна, має вигляд спрощеної схеми. На кресленні зображений двигун, який управляється кількома ключами. Механічні контакти показані як елементи напівпровідникового типу. Харчується двигун за допомогою постійної напруги. Природно не можна одночасно відкривати нижні і верхні ключі, інакше відбудеться коротке замикання, і потужність ВПЛ потоку впаде до нуля, щоб цьому запобігти, потрібно підключити перетворювач таким чином, щоб при відкритті нижнього ключа верхній закривався. Для здійснення такої технології використовуються спеціальні контролери, що утворюють мертву зону.
Часовий інтервал для мертвої зони потрібно розрахувати таким чином, щоб гарантувати успішне закриття всіх транзисторів верхнього ряду, тільки тоді ймовірність утворення наскрізних струмів буде зведена до мінімуму.
Ключами з гальванічною зв'язком управляє драйвер на складеному резистори, для цього часто встановлюють додатковий оптрон для кожного ключа або каналу (як і показано на схемі), ця деталь на даному кресленні виконує роль ще одного інвертора.
Щоб живити кожен драйвер, потрібно використовувати спеціальний випрямляч, який в свою чергу, живиться від обмотки приводу. Можливо, це є одним з недоліків схеми. Для управління тривалості мертвої зони даний перетворювач напруги і частоти використовує конденсатор.
Цей прилад відноситься до типу універсал, його можна приєднувати до будь-яких двигунів, потужність які не перевищує 10 кВт.
Ремонт і обслуговування
Якщо ПЧ не працює на повну потужність, то рекомендуємо перевірити гальмівної резистор для перетворювача частоти, в таблиці нижче дані оптимальні показники. У тому випадку, якщо дані Вашої деталі не збігаються з ними, то необхідна заміна резистора:
Система може дати збій, якщо Ви вибрали дуже потужний ПЧ для слабкої мережі. Справа в тому, що більшість деталей перетворювача призначене для постійного напруженого стану, якщо рівень сигналу не доходить до мінімальних показників ПЧ, то він не буде працювати.
Є два варіанта:
- Технічне випробування;
- Перевірка схеми випрямлення.
Також можна спробувати пошукати проблеми своїми силами, за допомогою мультиметра:
- Перевірте рівень сигналу, якщо на перетворювачі написано, що необхідно напрузі в 380 Вольт, а подається тільки 220 - то працювати прилад не;
- Перевірте, чи правильно підключено перетворювача до порту і щільність всіх інших з'єднань;
- В процесі експлуатації, перетворювач напруги і частоти не можна піддавати дії води і різких перепадів температури;
- На цифрових приладах є можливість вивести причину поломки на екран, виробник вказує як викликати цю функцію в інструкції;
- Перевірте напругу, не повинно бути розривів або сильних перепадів.