Передача, распределение и накопление электроэнергии

Кручу-верчу, двигатель запустить хочу!

20 ноября 2018 г. в 10:29

В современном мире мы часто не замечаем и не задумываемся, какие технологии скрыты от нас, но в то же время значительно улучшают нашу жизнь. Одно из таких электронных новшеств, которое стало распространенным в последние годы, — преобразователи частоты для электрических асинхронных двигателей. В своей новой статье блогер Александр Ярошенко рассказывает, как благодаря этим устройствам многие вещи в нашей жизни стали совершеннее, надежнее, удобнее.

Стоит только перечислить те места, где сейчас применяются преобразователи частоты, чтобы понять, насколько это важное устройство:

  • Лифты
  • Эскалаторы
  • Системы вентиляции
  • Системы водоснабжения
  • Системы транспортировки объектов
  • Электромобили и разнообразные электронные «каталки»

В промышленном оборудовании без преобразователей частоты не обойтись, там они на каждом шагу. А в связи с бурным развитием электроники последние 10–15 лет цена на такие устройства упала до вполне разумного уровня, позволяя устанавливать их там, где для этого есть малейшая необходимость.

Расскажу популярно, как я понимаю, что собой представляет преобразователь частоты.

У преобразователя частоты (ПЧ) есть и другие названия, которые нужно на всякий случай знать, — инвертор и частотный преобразователь. А все мои друзья-электронщики говорят просто — «частотник». Чтобы статья была более живой и самобытной, буду использовать все эти названия, привыкайте.

Коротко о главном

Во всех перечисленных системах преобразователь частоты — это силовой электронный блок, который служит посредником между человеком (либо контроллером) и электродвигателем. При этом двигатель по-лучает от преобразователя частоты и питание, и защиту, и задание режима работы.

Если двигателем должен управлять человек, то он нажимает на кнопки или крутит ручки, подавая сиг-налы преобразователю. А он уже выдает питающее напряжение на двигатель, либо останавливает его. В случае использования контроллера, преобразователь получает сигналы согласно заложенной программе. Программа же управляется на основании информации, получаемой от датчиков и различных устройств коммутации.

Вообще, можно сказать, что в ПЧ встроен свой локальный контроллер, который программируется на конкретное применение. В некоторых старых моделях можно было менять 15–20 параметров, а сейчас нор-мой считается более сотни параметров, которые можно (если нужно) задавать.

Преобразователи частоты

Недавно имел дело с преобразователем частоты Lenze 9400, у которого для программирования доступны более 1000 параметров. А для его работы на валу двигателя закреплены энкодер и резольвер (если знаешь, что это такое — дай пять!), а в качестве периферии используются несколько выносных модулей ввода-вывода.

Благодаря использованию ПЧ двигателем можно крутить-вертеть во всевозможных комбинациях. Так, как и не снилось электрикам прошлого века, когда кроме реверсивного пускателя и схемы «звезда-треугольник» других способов расширенного управления асинхронным двигателем не было.

Входы-выходы

Все провода, которые подключаются к частотнику, можно разбить на две принципиально разных части — силовую и слаботочную. 

Силовая часть в основном — это три фазы на входе (380 В и 50 Гц) и три фазы на выходе. Вся фишка преобразователя частоты заключена в его названии — он преобразовывает напряжение 380 В и частоту 50 Гц в значения, нужные для желаемой работы двигателя. Напряжение на силовых выходах обычно может ме-няться от нуля до максимума (380 В), а частота — от 0 до 400 Гц.

Слаботочная часть это, прежде всего, входы для сигналов пуска/остановки и реверса двигателя. Так-же во всех современных ПЧ маст-хэв — более десятка многофункциональных входов, которые можно запрограммировать на обилие режимов и вариантов работы двигателя.

На слаботочные выходы инвертор выдает информацию, которой хочет поделиться с миром, — о скорости двигателя, о том, как он себя чувствует (не заболел ли?), о достижении нужных значений или выходе за их пределы.

Благодаря использованию ПЧ двигателем можно крутить-вертеть во всевозможных комбинациях так, как и не снилось электрикам прошлого века.

Управление

На эту тему я уже высказался чуть выше, а теперь поподробнее. 

В простейшем случае для запуска двигателя можно использовать всего один выключатель с фиксацией. Включил — двигатель закрутился, выключил — остановился. Неизбежно возникает вопрос: если так все просто, зачем тогда ставить частотник, когда можно поставить обычный контактор? В том-то вся фишка, что при этом можно управлять множеством параметров (например, скоростью), контролировать и защищать двигатель от перегрузки. А контактор — это обычный выключатель, который может лишь одно — пропустить через себя ток в нужный момент.

Случай посложнее — при необходимости можно использовать два выключателя: вперед и назад. Есть схемы с тремя кнопками без фиксации, в этом случае понадобится кнопка «Стоп».

Можно вообще не использовать внешние кнопки и провода — в большинстве преобразователей есть панель управления, на которой есть все необходимые органы управления.

Вместо кнопок можно использовать контакты реле, частотнику все равно, лишь бы только в нужное время на нужный вход через контакты поступало нужное напряжение. А реле может управляться любым устройством, вплоть до контроллера. В большинстве случаев и реле не нужно — можно использовать транзистор-ные выходы контроллера или датчика.

Электродвигатель с преобразователем частоты Danfoss VLT® DriveMotor FCM 106

Теперь поговорим о скорости управления частотой вращения двигателя. Это можно делать двумя способами — дискретным и аналоговым. Дискретное управление скоростью — это управление посредством кнопок, внешних или от панели управления.
Для аналогового управления в каждом ПЧ имеется специальный вход напряжения (или тока). На этот вход подается постоянное напряжение, пропорциональное нужной скорости. Напряжение можно получать либо с потенциометра (это такая крутилка, есть, например, в настольных колонках), либо опять же с контроллера.

Вся фишка в том, что можно управлять множеством параметров, контролировать и защищать двигатель от перегрузки.

Разгон и торможение

Пожалуй, по значимости это важнейшие функции после возможности управлять скоростью двигателя. Тут все просто. Разгон позволяет плавно раскручивать механизмы без механических и электрических перегрузок. В настройках можно установить время разгона в секундах — от минимальной до максимальной выходной частоты.

Торможение — функция, обратная разгону. Тут есть небольшая тонкость. Если тормозить слишком быстро, то возникает излишек энергии, которую нужно куда-то девать. Поэтому в преобразователях используют тормозные резисторы, они преобразуют излишнюю электрическую энергию в тепловую.

Есть системы из нескольких преобразователей частоты, которые «делятся» энергией, если у них разные во времени циклы разгона-торможения.

Защита и безопасность

Преобразователь частоты настолько умен (если его правильно настроить), что он бережно следит и за своим здоровьем, и за сохранностью двигателя, за который он в ответе. Что я имею в виду? 

ПЧ настраивается на конкретный двигатель, учитывая все его параметры — от номинальной частоты и мощности до сопротивления обмоток. При работе (от разгона до полной остановки) непрерывно измеряются ток и напряжение, и на основании этих данных контроллер внутри преобразователя определяет все ли в порядке.

Например, распространенная проблема — заклинивание механизма на валу двигателя. Ток через обмотки двигателя из-за этого повышается, и двигатель отключается с сообщением «Перегрузка». В результате ПЧ спасает от поломки, перегрева, и пожара и себя, и двигатель.

Что касается безопасности, в последних моделях инверторов выполняется новое повышенное требование — имеется отдельный вход аварийной остановки, который по сигналу от контроллера безопасности полностью обесточивает двигатель. Это нужно в аварийных ситуациях, когда есть угроза здоровью людей или поломки оборудования. Как правило, система аварийной остановки приводится в действие красной кнопкой типа «грибок», которая по новым правилам должна быть на любом оборудовании, где есть движущиеся механизмы. Видели такую на эскалаторе в торговом центре?

Преобразователь частоты спасает от поломки, перегрева и пожара и себя, и двигатель.

Финальный инструктаж

Все перечисленные функции существуют не сами по себе (хотя в продвинутых частотниках есть режим автоматической настройки). Нужно запрограммировать режим запуска, времена разгона/торможения, защиты и многое другое. Ведь каким бы ни было умным это замечательное устройство, ему нужно дать понять, чего мы от него хотим. Это делается несколькими нажатиями на клавиши панели управления и занимает у знающего человека несколько минут. 

Надеюсь, что моя статья была интересна тем, кто встречается в своей жизни с электрическими двигателями. Но все же скажу вещь, которая может показаться банальной. Хотите подключить и настроить инвертор самостоятельно — изучайте документацию. И все будет вертеться по вашему велению!  

Источник: Александр Ярошенко, автор блога SamElectric.ru

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Ярошенко Александр Александрович
Все новости и публикации пользователя Ярошенко Александр в персональной ленте вашего личного кабинета на Elec.ru
Подписаться
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

КУПЛЮ: Куплю электродвигатели любые дорого самовывоз

Покупаем электродвигатели б/у в объёмах от 1 штуки. Если на вашем предприятии накопилось достаточно большое количество отработанных, списанных, устаревших электродвигателей различного технического назначения (синхронные, асинхронные, тихоходные, взрывозащищённые и т. д.), обращайтесь в нашу Компанию. Наши специалисты оценят, загрузят и вывезут неиспользуемое оборудование, очистив ваши производственные площади и складские помещения от ненужного металлолома. Фотографии электродвигателей и иного оборудования высылайте на наш электронный ящик. В пределах Москвы и Московской области транспортные расходы наша Компания берёт на себя.
Ххх Андрей · Станпривод · 5 декабря · Россия · г Москва
Куплю электродвигатели любые дорого самовывоз

ПРОДАМ: Предлагаем электродвигатели из свежих поступлений.

Электрические двигатели в наличии. 1ВАО-315М-038-2У2 250КВт 3000ОБ/МИН 380В 2006 1 2ПБВ112SE УХЛ4 2000об 2008 1 4АМАТ80А2У3 2840ОБ/МИН 220В 1,1КВт 7,5А 1994 6 5А160S6У3 11КВт 970об/мин, 220-380В 2000 2 5А200М6У3 22КВт 1000об/мин, 220/380В 1998 1 5АИ 112М2У3 7,5КВТ 220-380В 2900 ОБ/М 2006 4 7585133/КО1 ИСП.1081 10КВТ 220-380В 2820 ОБ/М 1984 1 АИPX132S8У3 квт, 720об 1990 3 А 200 L 6У3 30КВТ.975 ОБ/М.220-380В 1 А112МВ8У3 2,2КВТ-720ОБ/МИН 380В 3ФАЗ ФЛАНЕЦ 1 А132М4У3 220-380В 11КВТ 1440 ОБ/М 4 АИМ 100 S4У2,5 3квт, 380В, 1420об. (взрывозащищенный) 2008 47 АИР-100S4У3 380В 7А 1410ОБ/МИН 2003 1 АИР-160S4У3 380В 15КВТ 1460 ОБ/МИН 2001 1 АИР-56А2У3 180ВТ 220-380В 2730 ОБ/М 1 АИР-63А4У3 220-380В 0,25КВТ 1320 ОБ/М 2003 1 АИР-63В4У3 220-380В 1320 ОБ/М 2005 11 АИР-63В6У3 380В 0,25КВТ 885 ОБ/М 2001 3 АИР-71А4У3 220-380В 1360 ОБ/М 3 АИРМ132М6У3 7,5КВТ 380В 960 ОБ/М 2001 3 АИРМ90L6У3 1,5кВт 4,2А 380В 930ОБ/МИН 2001 1 АПН-011/2 1990 57 ВА160S1У2,5 15КВТ 1460 ОБ/М 1 ВА160SУ2 970 ОБ/М 380В 1988 1 ВЭМ211УХЛ4 31,5А 750ОБ/МИН 44В (с тахогенератором) 1987 5 ВЭМ231УХЛ4 28А 400об. (с тахогенератором) 1991 1 ДАУ-25П 1 ДВ-302Т вентилятор 2005 1 ДК-1-5,2-110АТ с тахогенератором ТГ-0,03-2-АТ КЛ.2 1983 3 ДК-70-40-12-УХЛ4 0,45А 220В 2005 1 ДПМ-25-Н1-04 38 МТ-14 45.3730 вентилятор отопителя 1990 188 МТК F 312-8У1 11КВт50ГЦ 220/380В 32/55,5А 700ОБ/МИН 1997 1 МТК F 411-ВУ1 15КВТ 220-380В 695 ОБ/М 1998 1 ПЛ-062 110В 90В 1500 ОБ/МИН 2003 6 ПЛ-062 220В 120ВТ 3000ОБ/МИН 1999 1 РШИ-25/8 1988 1 СТАТОР+РОТОР К АИВ 71А2БФ2 21 СБМ-1 10 Т25У2 усилие-250Н гидротолкатель 1
Иванов Сергей · Вертекс · Сегодня · Россия · Удмуртская Респ
Вертекс, ООО

ПРОДАМ: Электродвигатели перемещения (тали-Болгария)

Электродвигатели перемещения (таил-болгария): — А1205-К6А — А1207-К6А — КК1405-6А — КК1407-6А — ЕКТ120 (А1005, МА63) Все двигатели в наличии! whatsapp: https://wa.me/c/79150513976
Васильев Г · ЭД · 12 ноября · Россия · Московская обл
Электродвигатели перемещения (тали-Болгария)

ПРОДАМ: Бесколлекторные двигатели Assun Motor

Бесколлекторный электродвигатель — это устройство, преобразующее постоянный ток в механическую энергию вращения. Особенностью бесколлекторных двигателей является отсутствие ограничений в частоте вращения ротора благодаря отсутствию щеток и коллектора. Благодаря широкому диапазону скоростей, высокой мощности и надежности, возможности адаптации под специальные условия, решение купить бесколлекторный двигатель является хорошим выбором для решения различных задач. В нашем каталоге представлен широкий ассортимент электронных и электромеханических компонентов и готовых решений ведущих мировых производителей. Мы напрямую работаем с производителями, поэтому готовы предложить полный ассортимент товаров каждого бренда, включая те, что производятся под индивидуальный заказ. Для точной подборки или поиска нужных аналогов по техническим параметрам, оставьте заявку для связи с нашим специалистом. Мы подберем варианты оптимального решения для Вашей задачи из полного ассортимента технических каталогов товаров производителей.
Воронцова Марина · ИНЕЛСО · 7 декабря · Россия · г Санкт-Петербург
Бесколлекторные двигатели Assun Motor

ПРОДАМ: Электродвигатель хода (передвижения) на гусеничный кран ДЭК-251

Электродвигатель хода (передвижения) на гусеничный кран ДЭК-251. Этот электродвигатель идёт в сборе со шкивом. Масса такого электродвигателя составляет 120 килограмм. Купим Ваши запчасти, покупаем технику! Аренда, ремонт, обслуживание, перебазировка техники типа РДК, ДЭК, СКГ, МКГ, МКГС, ДЗ-98, КС, ЧТЗ. Так же можем предложить новые и б/у запасные части на гусеничные краны отечественного производства в связи с разбором кранов. Все работы выполняются квалифицированными специалистами на заводском оборудовании согласно ГОСТам и другим руководящим документам. Запчасти к гусеничным кранам ДЭК-251, ДЭК-321, ДЭК-401, ДЭК-631, РДК-25, РДК-250, РДК-400, RDK-25, RDK-250, RDK-400, TAKRAF, МКГ-25, МКГ-25бр, МКГ-25.01, МКГ-40, СКГ-100, СКГ-160, СКГ-40, СКГ-40А, СКГ-40/63, СКГ-401, СКГ-505, СКГ-63, СКГ-63/100, СКГ-631, МКГС, МКГС-100, МКГС-100.1. Запчасти к автокранам КС-4572А (Галичанин) 16 тонн, КС-35714 (Ивановец) 16 тонн, КС-45717 (Ивановец) 25 тонн, КС-45721 (Челябинец) 25 тонн, КС-55713 (Галичанин) 25 тонн, КС-55730 (Челябинец) 32 тонн. Запчасти к автогрейдеру ДЗ-98. Запчасти к гусеничной технике завода ЧТЗ Т-130, Т-170, Б-10, Б-11, Б-12, Б-13, ДЭТ-250. Запчасти к копру навесному КоГ-12-0.1.1-01 (СП49Д). Запчасти к карьерной технике ЭКГ-4,6Б ЭКГ-5А, СМД 75, 108109, 110, 111, СБШ-250. Запчасти к гусеничным вездеходам типа МТЛБ, МТЛБу, ГАЗ. Запчасти к коммерческой технике и автомобилям заводов ГАЗ, ПАЗ, УАЗ. Преимущества работы с нами: - Собственное производство; - Большой ассортимент з/ч в наличии; - Отсрочки платежа постоянным клиентам; - Наличный/безналичный расчет; - Консультации по ремонту/обслуживанию; - Опыт работы более 10 лет; - Отправка в регионы и ближнее зарубежье; - Отгрузка вашей заявки в день оплаты; - Множество складов на территории Российской Федерации.
Индолент Артур · Вчера · Россия · г Москва
Электродвигатель хода (передвижения) на гусеничный кран ДЭК-251
Российский производитель и бренд низковольтной аппаратуры: электрооборудования для ввода, распределения и учета электричества, локальной автоматизации технологических процессов, а также комплексных энергоэффективных решений для любой отрасли индустрии.