В каждой мастерской применяется станок либо другое оборудование для работы, будь то компрессор, дедовское «точило», сверлильный станок либо «токарник». Но есть одна неувязка: в большинстве случаев в станках применяют трёхфазные асинхронные электродвигатели, а в мастерских и гаражах часто однофазовое электроснабжение. Потому такие движки подключают к сети при помощи фазосдвигающих конденсаторов.
Но такое решение приводит к двукратному понижению мощности, а пуск мотора под нагрузкой происходит тяжело, могут и автоматы сработать. Решить эту делему можно при помощи частотного преобразователя.
Незначительно теории
Частотным преобразователем именуется источник питания, на выходе которого формируется переменное напряжение с регулируемой частотой. Для каких целей он нужен? Дело в том, что обороты ротора асинхронного мотора связаны с частотой питающей сети, и рассчитываются по формуле:
Для уменьшения оборотов можно ввести в цепь статора какой-нибудь балласт, к примеру, дополнительное сопротивление либо автотрансформатор, в данном случае миниатюризируется напряжение на обмотках мотора, но, понижается момент на валу, ординарными словами — мотор будет крутить слабее и ухудшатся свойства.
На рисунке ниже вы видите механические свойства асинхронного мотора с различным напряжением питающей сети, где вертикальная ось – обороты, а горизонтальная – момент. На нем видно, что с уменьшением напряжения понижается момент (в данном случае он прямо пропорционален квадрату напряжения.). Такое решение допустимо для движков, приводящих в движения вентилятор, а для применения в станках, инструментах и других механизмах оно не подходит.
Это означает, что для конфигурации оборотов исполнительного механизма (шпинделя станка, скорости намотки троса грузоподъемного механизма и т.д.) можно применять редукторы и ременные передачи, но если необходимо плавненько изменять (регулировать) число оборотов во время работы, то таковой метод уже не подходит.
Для регулировки оборотов асинхронного мотора идеальнее всего подойдет частотный преобразователь, а в электротехнике такое решение именуют «частотно-регулируемый электропривод». С его помощью можно регулировать частоту вращения вала в широких границах, а механические свойства остаются жесткими — момент на валу слабо меняется, либо вообщем не меняется.
Необходимо отметить и то, что при изменении частоты меняется и напряжение, это связано с тем, что с ростом частоты возрастает индуктивное сопротивление, а с снижением — миниатюризируется. Соответственно ток через обмотку меняется, и если не изменять напряжение — в области низких частот мотор перегреется и сгорит. Изменение напряжения может быть линейным и описываться соотношением U/F=const, либо нелинейным, что находится в зависимости от типа частотного преобразователя.
Итак, подведем короткие итоги:
- Асинхронные движки при подключении к однофазовой сети работают «вполсилы».
2. Регулировать его обороты идеальнее всего конфигурацией частоты питающей сети.
3. Частотный преобразователь позволяет изменять частоту и напряжения питания на обмотках электродвигателя.
Виды регулирования (скалярное и векторное) в границах этой статьи рассматриваться не будут.
Частотные преобразователи с однофазовым входом
Современной индустрией выпускаются частотные преобразователи с однофазовым входом, мощностью до 5.5 кВт (пореже встречаются и до 7 кВт). Их основная особенность — это входное однофазовое напряжение 220В, а выходное — трехфазное 220В. Конкретно линейное 220 вольт. Неведение этого факта введет вас в заблуждение при покупке таких продуктов на алиэкспресс (либо в других китайских магазинах с машинным переводом заглавий продуктов). Дело в том, что частотные преобразователи не увеличивают выходное напряжение до 380В, они могут только понижать в согласовании с установленной частотой.
Некоторые частотные преобразователи можно подключать и к однофазовой и к трёхфазной сети, возможность такового подключения лучше уточнять в аннотации , так как в некоторых устройствах срабатывает защита при «однофазном» включении.
Это означает, что к 220В частотным преобразователям необходимо подключать мотор подходящим образом. Разглядим несколько вариантов:
- Если это старенькый трёхфазный мотор и у него на шильдике обозначено номинальное напряжение 127/220 — его обмотки подключаются по схеме звезды .
2. Если на шильдике мотора обозначено номинальное напряжение 220/380 — его обмотки соединяют по схеме треугольника .
3. Если мотор рассчитан на 380/660В — его, вообщем, не надо подключать к таким частотным преобразователям, они рассчитаны на подключении к трёхфазной сети напряжением 380В по схеме треугольника, а часто при пуске их обмотки соединяют звездой для уменьшения пусковых токов.
Какой наилучший частотный преобразователь для одной фазы в три?
Как подключить трехфазный мотор в однофазовую сеть?
Население земли на полную катушку пользуется современными техническими изобретениями,владеющими принципной новизной. Жизнь иногда принуждает учить накрученные раскладки, поражаться уловкам доморощенных технарей. И даже не будучи фанатами, нам просто время от времени охото быть в теме. По сути для осознания вопроса, всего только нужно идти от простого к сложному, от завязки к развязке. И начинать лучше с прояснения непонятных вещей.
Что такое трехфазная сеть?
Фаза значит изменение направления между величинами электросети в один и тот же момент времени. В случае 3-х ф. тока, применяют три напряжения, нацеленных в 3-х разных направлениях. Таким макаром, напряжение сети рассчитывается сложением векторных величин, и не приравнивается алгебраической сумме всех напряжений.
Разглядим на примере такого же мотора. При подаче напряжения 380 В на катушку применяются различные пары фаз в определенной последовательности для каждой обмотки. Фактически потому охарактеризовывают цепь 380 Вольтами, а не скалярным сложением (220 + 220 + 220 = 660)В. Это разъяснение очень облегчено и не совершенно много, но, возлагаем надежды, отлично представлено. Ну и написано так, дабы было ясно, нам, электрическим«чайникам».
Излагая техническим слогом, в трехфазовой электросети, цепи проводников несут три переменных значений физических величин, которые добиваются секундные пики в различное время. Принимая один проводник в качестве образца, другие два течения запаздывают во времени на одну третья часть и две третьих от 1-го цикла тока. Эта задержка между фазами, имеет эффект передачи мощности в течение каждого цикла, также позволяет создавать крутящееся магнитное поле.
Методы подключения обмоток
Движки в быту и любительской практике приводят в действие самые разные механизмы — циркулярно работающую пилу, электрический рубанок, вентилятор, сверлильный станок, насосное оборудование. Не зная, как работают электродвигатели, лучше не лезть в дебри с частотниками. Движки бывают:
- неизменного
- и переменного тока (асинхронные и синхронные).
Механизм содержит в себе ротор и статор. Изученный еще в школе принцип электромагнитной индукции лежит в базе принципа их работы. Большая часть производимых электродвигателей являются«асинхронными». Откуда взялось это слово? Частота вращения подвижной детали(ротора) всегда отстаёт от частоты вращения магнитного поля недвижной (статора). Шкала частот на выходе варьируется – 1000, 1500, 3000… об./мин. И все так как ротор способен крутиться на валу с различной скоростью снутри сердечника.
По числу полюсов агрегаты бывают одно-, 2-ух, трехполюсные. В сердечнике статора последних размещено по обмотке на каждую фазу, концы которых выведены к клеммной коробке. За счёт чего можно прирастить скорость асинхронного мотора (АД) без утраты мощности? За счет смены числа пар полюсов.
Для перехода к другим методам, а их существует еще два, нам не обойтись без условных обозначений «звезда» и«треугольник». Три обмотки катушки могут соединяться 2-мя методами: в точке либо по кругу, отсюда произошли наименования соединений «звезда», «треугольник».
Что будет, если трёхфазный движок, соединенный треугольником, включить в электросеть 380 В? Пусковые токовые значения в данном случае могут возрости в семь раз, что приведёт к сетевой перегрузке. Имея дело с движками, необходимо, быть максимально внимательными. Покупая продукт, обязательно подумайте, если на шильдиках изображён значок треугольник/звезда (а не напротив звезда/треугольник) при том же напряжении 220/380 В.
Как подключить трехфазный мотор в сеть 220 В
Внедрение трёхполюсного АД в однофазовой электросети интересует многих хозяев личных домов. Агрегаты пользуются всё большей востребованностью в домашнем хозяйстве. По собственной конструкции они достаточно ординарны и отличаются неприхотливостью в эксплуатации. Но, в плане подключения мотора к однофазовой сети не все так просто.
Пульсирующее поле однофазового тока, не способно привести ротор электродвигателя во вращение – таковой ток нужно конвертировать в многофазный и после чего только подавать на агрегат.
На рационализаторские предложения с применением ЛАТр-ов и иных самодельных конструкций не стоит уделять свое внимание. Областью запредельной НАНО технологии и научной фантастики не увлечены, на гонорар за поддержку «нобелевских лауреатов» рассчитывать не приходится. На сей день понятно два толковых метода преобразования однофазового тока в многофазовый – это подключение агрегата через:
- фазосдвигающий конденсатор;
- частотный преобразователь.
Разглядим их по очередности.
- Сдвиг фаз с помощью конденсаторов
В трёхфазных цепях сделать крутящееся магнитное поле не неувязка, при энергетической генерации в обмотках статора наводится ЭДС благодаря вращению намагниченного ротора. Некоторые умудряются прибегать к незамудреным «хитростям». Используют разные схемы, для составителей которых, главный вопрос в том, дабы обеспечить работу электрического оборудования без утраты мощности. К примеру, существует способ сдвига фаз в обмотках по отношению друг к другу.
Довольно подключить конденсатор параллельно одной из обмоток, поначалу подобрав номинал устройства таким макаром, дабы обеспечить нужный сдвиг фаз. Этот вариант хороший, если следовать старенькому правилу: чем меньше деталей и они проще, тем надежнее система в целом. Конденсатор, естественно, штука сравнимо копеечная, ставится в минуту, но просит особенных способностей. А вот 2-ой способ с преобразователем, хоть и дороговатый, но окупается удобством. Согласитесь, совершенно важный фактор.
- Частотники, работающие от однофазовой сети
Частота в нашей сети неизменная и равна 50 Гц. Частотник служит для преобразования однофазового переменного тока 50 Гц в трёхфазный, частотой от 1 до 800 Гц. Вся разработка процесса сводится к управлению скоростью вращения асинхронного электродвигателя. Подключить ПЧ – это означает, подобрать правильное сечение кабеля, типы проводов, и дополнительное оборудование. Не думайте, что открыв страничку в аннотации, для вас сходу станет сущность ясной. Вы сможете даже не добиться результата, подсоединив провода по схеме, если не направьте внимание на некоторые аспекты. На что конкретно?
Своими руками преобразователь из одной в три фазы.
Так как трёхполюсный движок необходимо запитать через ЧП от однофазовой сети, то и кабелей необходимо два: до частотника двухжильный (до 50 м можно применять только неэкранированный кабель, экранированный — до 15 м), от частотника до мотора – только трехжильный. Одна из жил проводов заземляющая, другие фазные. Сечение выбирается по техническому паспорту на частотник. Требуемое напряжение в проводах, как раз,выходит по току и сопротивлению (согласно сечению) кабеля по знакомой формуле: U = R*I. Расчётные данные следует принимать по ПУЭ.
Частотник рекомендуют брать с двойным припасом, более чем на 2 кВ. Его номинальное значение рассчитано только на мощность машины, а означает, в наилучшем случае он отключится по теплу, в худшем – задымится. Они все собраны по одинаковой схеме, на 2-ух тиристорах управляемых мультивибратором. Схема легкая. Лучше избрать обычной и по мощней. Брать там, где есть выбор и непременно с гарантией.
Частотный преобразователь 220-380, чьей компании лучше?
Ответим на вопрос по существу. Азиатских производителей на рынке продаж схожей техники – бессчетное огромное количество. Устанем перечислять. Российский собиратель ЧП – это собственного рода лотерея (время от времени находится в зависимости от того, в какой денек недели устройство собрано).
Частотники компании Siemens обычно вполне соответствуют предъявляемым требованиям. Довольно ординарна в наладке ЧП продукция производства АВВ либо Danfoss. Она по стоимости и качеству, лучше других. Покупайте, не задумываясь. Судя по отзывам, имеют очень достойный аксессуар. Динамические свойства завышенные благодаря векторному управлению, которое также обеспечивает высочайший момент на низких частотах во время запуска и работы.
Универсальные малогабаритные модели ЧП отлично управляются с задачей преобразования сетевых характеристик,их тривиальные достоинства выражаются в следующем:
- способность выработки «полноценного» трёхфазного тока;
- отсутствие утрат в мощности движка;
- пригодность для хоть какой конструкции электродвигателя;
- конструктивность очень обычная.
- собственнаяэнергопотребляемостьминимальная.
Где используются преобразователи частоты однофазовый вход-выход 1 ф. 220 В
Асинхронные движки (АД) почаще используются в быту, ежели в индустрии, а именно в системе однополюсных канальных вентиляторов и водяных насосов. Не тайна, что появляются затруднения, связанные с регулировкой скорости вращения АД. В чем и состоит задачка однополюсных преобразователей частоты вход-выход 220-220.
Неравномерность вращающего момента может привести к аномальному шуму и вибрации в агрегате. Для регулировки скорости трехфазных электродвигателей используются однополюсные частотники 220/380 В(вход/выход), время от времени со особым контроллером, служащим для управления устройством.
Такие виды преобразователей предназначаются для работы в технологическом (насосы и вентиляторы, транспортирующие механизмы, экструдеры, миксеры и т.п.) и энергосберегающем оборудовании (станции управления насосами, системы климата и кондиционирования и т.п.). Модели выпускаются с возможностью крепления на ДИН-рейку. Имеют широкий спектр регулировки частоты на выходе. Умный пульт управления обеспечивает комфортабельные условия рабочей обстановки.
Чтобы избежать осложнений, с которыми нередко встречаются в процессе использования 3-х полюсных электродвигателей в однофазовых сетях, следует придерживаться правил:
- мощность мотора, используемого в качестве ЧП, выбирается большей, чем мощность подсоединяемого к нему электропривода;
- на практике преобразователи мощностью 4 кВт в состоянии решать все имеющиеся хозяйственные задачи в личном доме. Можно ориентироваться на нагрузку 2-3 кВт, что приемлемо для энергосети;
- рабочий ток преобразователя в обыкновенном режиме должен быть больше, чем указанно его значение в паспорте данного типа электродвигателей (по другому ЧП просто сгорит); осуществляется в серьезной последовательности: первым запускается ЧП, потом 3-х полюсные потребители. Выключается оборудование в оборотной последовательности.
Вывод
Сейчас не «вчерашний день», но если случится, что для вас будет нужно подключить трёхполюсный мотор на 230 В, мы думаем, вы справитесь. Ведь по сути – все должно быть понятно. Для вас пригодится обыденный 1-полюсный частотный преобразователь 220-380 В.
Delta VFD-M VFD015M21A: частотный преобразователь для однофазовой сети 220В (выход три фазы до 400Гц)
Продолжаю обзоры на комплектующие для ЧПУ.
Сейчас — отыскал дешевый частотный преобразователь для трехфазных движков.
Его особенности — для работы VFD-M довольно всего 1-фазного подключения сети ~220В, другими словами его можно применять дома/в гараже и там, где нет трехфазной промсети.
Частотник умеет выдавать как 50Гц на выходе, так и 400Гц (максимум).
Маленький фотообзор и тест под катом.
В продолжение к обзору на шпиндель добавляю обещанный обзор на частотный преобразователь.
Свойства:
Бренд: Delta Products
Серия: VFD-M Series
Модель: VFD015M21A Drive
Мощность: 2Hp/1500W
Тип входного питания: 230V Single Phase Input (Version A)
Класс защиты: IP20 (от пыли)
Выходная частота: 0.1 to 400 Hz
Регулировка: Built In PID Feedback Control, Built In MODBUS Communication, Auto Torque Boost & Slip Compensation
Тормоз: находится тормозной транзистор, можно тормозить как неизменным током, так и дополнительно устанавливать тормозной резистор.
Размеры H x W x D: 12 х 15 х 9 см
Масса в упаковке: 1.5 кг
Несколько слов про VFD
Частотный асинхронный преобразователь частоты служит для преобразования сетевого трёхфазного либо однофазового переменного тока частотой 50 (60) Гц в трёхфазный либо однофазовый ток, частотой от 1 Гц до 800 Гц.
(Цитата отсюда)
Практически установкой через экран либо шину данных можно управлять направлением вращения, стартом-остановкой, частотой (и мощностью, другими словами напряжением) на движке. Плюс, зависимо от модели частотного преобразователя, находятся в большенном количестве разные опции (ограничивающие и т.п.)
Для подключения шпинделя нам нужен самый дешевенький частотный преобразователь на 1,5кВт, лучше однофазовый (преобразователь сам делает на выходе три фазы), который проще применять в «бытовых» критериях.
Применяется вот таковой вот шпиндель.
Фото маркировки на движке. Находится метка направления вращения и напоминание о режиме питания мотора (400Гц)
Избрал вот таковой вот лот Delta VFD-M VFD015M21A. Цена ¥300 ($47.62).
Про посредника будет в самом конце.
Получил по итогу вот такую коробку.
Снутри стандартная упаковка Дельты — формованные картонные вставки, 2 шт.
Аннотация в комплекте.
Внешний облик Delta VFD-M VFD015M21A
Размеры устройства маленькие, можно установить в какой нибудь электрический ящик (при желании).
Внешний облик панели управления ЧП
Находятся отверстия вентиляции. Припоминаю, защита по IP20.
Шильдик с заглавием модели
Нижняя крышка, под которой прячутся клеммы выхода
Распиновка клемм
Клемма заземления
Нижняя часть корпуса, отверстия вентилятора
Задняя железная крышка. под ней стоит мощный радиатор мосфетов.
Под верхней крышкой находится клеммы подключения сети и порт RJ-11 для сети RS485/Modbus
Схема подключения
Для проверки присобачил евровилку
Для электрического подключения к шпинделю применяется разъем типа GX16 (4 контакта), это так именуемые «авиационные» разъемы, которые обеспечивают защиты от пыли и воды. По сути обыденный промышленный разъем.
Контакты «1 »,«2 »,«3» подключаются к частотному преобразователю (U, V, W), контакт «4» — к заземлению (общий провод, GND)
Внешний облик разъема GX16
Для подключения водопровода есть два фитинга, вход и выход. Для удобства можно приобрести силиконовый шланг, как вариант — армированный силиконовый шланг.
Устанавливаем провода с разъемом GX16 к ЧП
На инвертере промаркируйте провода (U, V, W). Последовательность оказывает влияние на направление вращения.
Сверху ввод, снизу выход (красные провода).
Выходные провода.
Однофазовый вход ~220В
Панель управления
Панель съемная
Описание интерфейса панели
Размер панели маленький
Гнездо для панели
1-ое включение
По дефлоту стоит 60Гц.
Так что если включить, то мотор будет медлительно крутиться и нагреваться.
Ток на движке (включал краткосрочно — проверить вообщем живой ли ЧП)
Разборка ЧП.
Корпус на защелках
Снутри: плата управления, которая служит для подключения панели управления и клемм, дальше силовая плата преобразователя, под ней прячется блок с силовыми каскадами (массивные мосфеты).
Оборотная сторона верхней платы (Управления)
Силовая плата
Плата управления.
На плате управления находится 20-MHz контроллер Renesas Electronics America M3062LFGPGP (16-Bit 20MHz 256KB (256K x 
FLASH 100-LFQFP)
Под задней крышкой установлен радиатор мосфетов и блок выходных конденсаторов. Общественность посодействовала — это все же входные накопители.
Далее разбирать не стал, так как ЧП мне нужен еще работоспособным.
Снова чип M3062LFGPGP
Схема подключения.
Для замены стартовых характеристик входим в режим программирования Р, по аннотации, избираем подходящий параметр, жмем Энтер и меняем его.
Активируем потенциометр на панели:
