Вот и подоспела, наконец, третья работа, предоставленная на «Конкурс статей-2020/2021». Автор многим уже знаком — это Тимур Бобров из Ростова-на-Дону. Тимур занимается ремонтом токарных станков и уже показывал ранее, как он это делает, в статье «Ремонт, устройство и схема токарного станка». Не остался в стороне и сейчас, поделившись с читателями ещё одной интересной темой, о которой сам подробно и обстоятельно расскажет. Итак, слово автору.
Установка частотников в токарные станки
Расскажу в статье про установку преобразователей частоты или частотников в станки токарные с двигателями на 1,1 кВт.
Станки эти скорее любительские или школьные. Производительность у них низкая, но для гаража или чтобы поделки из металла-дерева делать в качестве хобби — в самый раз. Ставлю ПЧ в «токарники» в первый раз и благодарен Александру (Александру Ярошенко, практикующему электрику и электротехнику, автору блога «СамЭлектрик. ру» — прим. редакции) за советы.
Первый станок имел особенность, а именно, он подключается к однофазной сети по желанию клиента. Тут без вариантов, нужно подключать через однофазный ПЧ, т. к. способ с конденсатором сильно теряет в мощности (падает КПД двигателя) и не имеет регулировки скорости. А скорость менять нужно, потому что не все скорости можно переключить через коробку передач — она частично поломана.
Первый станок, однофазный. В него установлен частотник Delta VFD015M21B.
Это бюджетная модель с мощностью на выходе 1,5 кВт, но у него универсальное питание — может запитываться и от одной, и от трех фаз. Что нам и надо. На фото терминалы подключения питания и земля:
Выходные терминалы-для трехфазного электродвигателя:
Опционально можно подключить тормоз. Особенность в том, что если мы подключаем одну фазу, то имеем на входе напряжение 220 В. А значит и на выходе максимум что мы получим это тоже 220 В. Поэтому и двигатель нужен на 220 В.
На входе ПЧ-фазное напряжение, 220 В (схема «Звезда», с глухозаземленной нейтралью, обычная наша электросеть). На выходе — трехфазное линейное 220 В («Треугольник», нейтраль отсутствует). Подробнее, чем отличается фазное напряжение 220 В от линейного 380 В.
Если двигатель на 220/380 В, то его обязательно нужно включить в треугольник на 220 В. Если же двигатель на 380/660 В, то для питания от ПЧ на 220 В он не подойдёт. Подробнее я писал об этом в статье про подключение двигателя по схеме «звезда-треугольник».
Поэтому подключение было простым: фаза и ноль на первые два терминала.
Подключение клемм на двигатель и управление:
В итоге подключение выглядит так:
Несмотря на то, что есть кнопки и регулятор плавной скорости на передней панели ПЧ, он не используется, поскольку установлен в закрытом шкафу. Для управления скоростью и пуском двигателя есть кнопки на панели управления токарного станка, к ним идут провода.
Второй станок, трехфазный вариант питания ПЧ
Второй станок нужно питать от трех фаз, поэтому ограничений по выбору двигателя меньше. Если что, тот же двигатель, что в первом станке, должен быть подключен по схеме «звезда» на 380 В.
ПЧ был установлен Innovert ISD, полный аналог ПЧ Delta на 1,5 кВт.
Фото не сохранилось, но я приведу схему, которая идентична для первого и второго варианта. Есть лишь отличия в количестве фаз питания и немного в названии клемм.
По схеме все понятно, объясню лишь что охлаждение в таких станках почти не используется из-за низкой производительности, но есть как опция. Выключатель освещения присутствует на самом светильнике.
Часть управления выглядит следующим образом:
Для такой схемы пришлось немного доработать переднюю панель станка, чтобы установить нужные кнопки. В настройках частотника нужно установить режим управления с реверсом чтобы работали кнопки «Вперед» и «Назад».
Скорость также управляется при помощи кнопок «+» и «-». Выходную частоту настроил от 20 до 60 Гц, её можно менять по надобности, в зависимости от режима обработки деталей. Для контроля частоты купил в радиотоварах цифровой вольтметр на переднюю панель.
Чтобы вольтметр показывал что-то адекватное, настроил аналоговый выход FOV ПЧ таким образом, что 60 Гц (максимально возможные обороты) — это 6 вольт. Значит, 50 Гц — это 5 В, и т. д. Правда, ниже 3,5 вольт вольтметр показывать отказывается — не хватает питания.
Можно настроить вольтметр, а точнее, выходную функцию ПЧ, на показания тока двигателя. При обработке деталей это бывает важно. Да и контролировать в работе перегрузку не помешает.
Преимущества установки ПЧ в токарный станок
На этом можно закончить статью, но ещё пару фраз по установке ПЧ в токарный. По сравнению с контакторной схемой включения есть несколько преимуществ:
- преобразователь частоты позволяет получить плавный разгон и торможение шпинделя с заготовкой. А это очень бережет и механику станка, и электрику.
- ПЧ предоставляет для двигателя защиту, отпадает надобность в установке мотор-автоматов и тепловых реле, а ведь это ещё и ненадежные детали и дополнительные контакты в силовых цепях.
- ПЧ может регулировать скорость, а значит не нужна механическая коробка передач. А если она и есть, диапазон регулировок расширяется в несколько раз.
- реализация реверса с нулевыми усилиями и бесплатно. Не нужен дорогостоящий реверсивный контактор и реверсивная коробка передач.
- если применяется ПЧ с универсальным питанием, можно не зависеть от трехфазной сети, а станок установить даже в обычной квартире, питая его от розетки 220 В.
Из минусов — падение момента и перегрев двигателя на низких оборотах. Чтобы этого не было, не рекомендуется прилагать большие усилия к заготовке на низких оборотах. Либо устанавливать дополнительное охлаждение. А лучший выход — поставить более мощный двигатель и ПЧ.
На этом всё, следите за публикациями — скоро будет объявлено голосование.
Если интересует тема преобразователей частоты, вот несколько статей о принципе их работы и настройках:
Установка преобразователя частоты в станок полировки обуви
Установка преобразователя частоты в ленточнопильный станок
Управление воротами на преобразователе частоты
