Оборудование, работающее на трехфазных двигателях переменного тока, используется практически везде, в том числе на предприятиях, в лифтовом, вентиляционном и насосном хозяйствах, на объектах разного назначения и даже в быту, как правило, в частном доме. Основной парк таких электродвигателей представлен асинхронными электромоторами, которые просты, надежны и служат десятки лет. Однако такой мотор при прямом подключении к электросети имеет ряд существенных недостатков:
- малый крутящий момент при запуске при большой мощности потребления;
- сложный принцип изменения направления движения;
- ограничение на максимальную частоту вращения;
- сложность регулировки оборотов и мощности.
Все эти недостатки устраняются подключением асинхронного двигателя к сети через частотный преобразователь, который представляет собой современное электронное устройство с возможностью управления, защиты оборудования и автоматизации его работы.
Принцип работы преобразователя частоты для управления электромотором
Частотник для трехфазного электродвигателя имеет достаточно сложную схему, как правило, с микропроцессорным управлением, в то же время принцип работы этого оборудования не представляет никаких трудностей для понимания. Трехфазный частотный преобразователь подключается к электросети своими входами, а к выходным клеммам присоединяются провода питания электродвигателя. При включении системы происходит следующий процесс:
- входное напряжение каждой фазы выпрямляется;
- фильтруется от пульсаций;
- поступает на управляемый генератор частоты;
- полученный от генератора переменный ток подается на обмотки двигателя.
Напряжение и частота тока на выходе генератора изменяется с помощью органов управления преобразователя, при этом частота выходного напряжения может изменяться от нуля до частоты, которая может быть значительно выше частоты питающей электросети, что позволяет преодолеть предел скорости вращения асинхронного двигателя, подключенного напрямую.
При включении устройства, частота на выходе плавно изменяется от нуля до заданного значения, чем обеспечивается равномерный крутящий момент. При выключении мотора частота так же плавно понижается.
Как правило, даже недорогие преобразователи имеют цепи обратной связи, например, для подключения датчика температуры, для защиты от перегрева или дифференциальной связи для поддержания контролируемого параметра в системе на заданном уровне. Например, контроль давления воды в системе ее подачи потребителям позволит управлять мотором таким образом, чтобы оно было стабильно вне зависимости от числа открытых кранов.
Как выбрать преобразователь частоты
На рынке представлены сотни моделей частотных преобразователей, которые отличаются не только фирмой-производителем, мощностью, возможностями настройки и автоматизации, но и областью применения для решения общих и узкоспециальных задач. В общем случае оборудование подбирают по таким характеристикам:
- номинальная мощность, напряжение и сила тока в управляемой нагрузке, то есть двигателя;
- диапазон регулирования частоты на выходе, который определяет максимальную скорость вращения мотора;
- тип и возможность управления;
- необходимость управления вспомогательной нагрузкой;
- число и тип линий обратной связи от датчиков;
- класс защиты от атмосферных воздействий в зависимости от места предполагаемой установки.
Эти ключевые параметры помогут значительно сузить круг выбора и получить список из нескольких моделей, среди которых можно будет подобрать наиболее подходящую, например по цене или дополнительным возможностям. Также нужно понимать, что это оборудование подбирается под задачу управления двигателем заданной мощности, поэтому покупать частотник с запасом по рабочим характеристикам нет смысла, поскольку он обойдется значительно дороже, а точность управления может ухудшиться.
Самостоятельное подключение частотного преобразователя
Процедура подключения устройства в большинстве случаев не представляет сложности и производится по схеме из документации на устройство и двигатель. В самом простом случае обеспечивается подключение 3 фаз и провода заземления к питающей сети через автомат защитного отключения и подключение двигателя к выходным клеммам частотника.
Естественно, все работы по подключению оборудования проводятся при отключенном входном напряжении с соблюдением мер техники безопасности. При решении промышленных задач к работе привлекаются специалисты с соответствующим допуском для работы с сетями трехфазного тока. Если речь идет о бытовом подключении, то лучше воспользоваться услугами специалиста, если вы не имеет опыта в работе с сетями переменного тока.
