Как регулировать обороты асинхронного электродвигателя 380в: Регулятор оборотов двигателя 380в своими руками

Частотные преобразователи | Регуляторы частоты

Частотный преобразователь используется для плавного регулирования момента и скорости вращения вала электродвигателя. Также частотник снижает пусковые токи, уменьшает потребление электроэнергии (до 60%), обеспечивает плавный пуск и торможение привода, его защиту от перегрузок и перегрева.

Принцип работы

Общий принцип работы частотного преобразователя основан на формировании выходного напряжения с заданными характеристиками. Преобразователь частоты с промежуточным звеном устроен следующим образом. На первом этапе преобразования происходит выпрямление переменного напряжения электросети, уменьшение его пульсации и фильтрация гармоник (гармонических искажений тока). Из выпрямителя постоянный ток поступает в цепи инвертора, где преобразуется в переменное напряжение с изменяемой частотой и амплитудой. В качестве силовых элементов используются IGBT-транзисторы, выполняющие функцию электронных ключей. Управление частотой позволяет регулировать скорость вращения ротора электродвигателя.

По способу управления различают скалярные и векторные преобразователи частоты. Скалярные частотники используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) — распространенный метод управления, суть которого заключается в формировании и подаче выходных импульсов тока заданной частоты и скважности на статорную обмотку электродвигателя. Особенностью скалярного способа является возможность одновременного управления несколькими электродвигателями.

Векторный преобразователь частоты управляет магнитными полями как статора, так и ротора за счет изменения значений напряжения и выходного тока (силы, частоты и фазы). Выпускаются два класса подобных устройств: с обратной связью (с датчиком на валу двигателя) и бездатчиковые. Частотный преобразователь с обратной связью быстро реагирует на изменение нагрузки, сохраняя заданную скорость вращения двигателя. Это наиболее современный тип оборудования. В целом преобразователи частоты с векторным управлением имеют более высокую точность, но, как правило, сложнее в настройке.

Применение

Инверторы частоты используются для управления электроприводами различного оборудования:

• насосы систем водоснабжения (скважинные, глубинные)
• станочное оборудование (токарные, шлифовальные, ленточнопильные станки)
• лифтовое оборудование
• вентиляторы
• компрессоры
• конвейеры, транспортеры, рольганги
• подъемное оборудование (краны, электротельферы)

Как выбрать частотный преобразователь

Существует несколько основных параметров, которыми руководствуются при выборе частотника.

1. Мощность преобразователя частоты должна соответствовать номинальной мощности электродвигателя. Этот принцип верен в случае с обычным асинхронным приводом. Если используется специальный двигатель (синхронный, с тормозом и т. д.), то правильнее ориентироваться на значение номинального тока — у частотника оно должно быть выше, чем у двигателя.

2.

Обратите внимание. Однофазный частотник можно подключить к трехфазному двигателю по схеме «треугольник» (при подключении по схеме «звезда» происходит потеря мощности). Трехфазный частотный преобразователь также может работать в однофазной сети, но в этом случае его выходной ток не должен быть выше 50% от номинального значения.

3. Перегрузочная способность. Важный параметр, от которого зависит срок службы инвертора. Подбирайте ПЧ в соответствии с продолжительностью, периодичностью и величиной перегрузок двигателя. Обычно эти данные указываются в руководстве к приводу. Иногда рекомендуют приобретать преобразователь с запасом по мощности и пиковому току до 15%.

4. Диапазон регулирования частот. Практически любой преобразователь частоты обеспечит стабильную работу двигателя, если скорость его вращения не опускается ниже 10% от номинальной. При работе привода на низких оборотах необходимо позаботиться о дополнительном охлаждении, чтобы избежать перегрева. Верхний предел диапазона указывает на то, сможет ли инвертор управлять электродвигателем с высокими номинальными частотами. Наиболее широкий диапазон предлагают векторные частотные преобразователи.

5. Дополнительные опции. Нередко производители стремятся удешевить свою продукцию и предлагают частотники в базовой комплектации. При покупке преобразователя следует заранее позаботиться о защитном оборудовании: сетевом и моторном дросселях, тормозном резисторе и проч.

К прочим характеристикам инверторов, определяющих выбор той или иной модели, относятся: количество цифровых и аналоговых входов/выходов, класс защиты IP, информативность и удобство отображения рабочих параметров (количество строк на дисплее, тип экрана и проч.), уровень защиты двигателя (защита от скачков напряжения в сети, от перегрева, от короткого замыкания и т. д.), климатическое исполнение.

Также рекомендуем ознакомиться с каталогом мотор-редукторов. В ассортименте представлены приводы с червячной, зубчатой, планетарной и волновой передачами.

Дополнительная информация:
Выбор частотного преобразователя
Подключение и настройка преобразователя

Управление частотным преобразователем, векторное, скалярное.

Компания Русэлком производит и поставляет преобразователи частоты для управления асинхронными двигателями. Поэтому для понимания принципа частотного управления рассмотрим более детально работу асинхронного двигателя и методы его частотного регулирования

Конструкция асинхронного двигателя схематически изображена на рис. 2. Двигатель состоит из неподвижной части, которая называется статор и подвижной (вращающейся) части называемой ротор.

В пазах статора уложены три группы обмоток А-В-С. Обмотки статора сдвинуты друг относительно друга в пространстве на угол 120°. Это является одним из двух обязательных условий для создания вращающегося магнитного поля статора.

Ротор двигателя изготовлен в виде цельного цилиндра из специальной электротехнической стали с короткозамкнутой обмоткой.

Рис.2. Схематический разрез асинхронного двигателя.

На обмотки статора от источника питания подается трехфазное напряжение uа, uв, uс с частотой

Напряжения uа, uв, uс сдвинуты друг относительно друга по фазе на 120°. Это является вторым обязательным условием для создания вращающегося магнитного поля статора.

При питании обмоток статора электрического двигателя трехфазным напряжением с частотой создается вращающееся магнитное поле. Угловая скорость вращения этого поля в радианах определяется по известной формуле

– число пар полюсов статора.

Переход от угловой скорости вращения поля измеряемой в радианах, к частоте вращения выраженной в оборотах в минуту, осуществляется по следующей формуле

где 60 – коэффициент пересчета размерности.

Подставив в это уравнение скорость вращения поля, получим, что

Из формулы видно, что частота вращения магнитного поля статора зависит от частоты напряжения питания и числа пар полюсов.

К примеру, в двигателе с одной парой полюсов при частоте питающего напряжения 50 Гц частота вращения магнитного поля равна 3000 об/мин.

В синхронном электрическом двигателе частота вращения ротора на установившемся режиме равна частоте вращения магнитного поля статора

В асинхронном электрическом двигателе частота вращения ротора на установившемся режиме отличается от частоты вращения на величину скольжения . Для примера в асинхронном двигателе с одной парой полюсов при частоте питающего напряжения 50 Гц и при скольжении 5% частота вращения ротора равна 2850 об/мин.

Таким образом, частота вращения ротора синхронного и асинхронного двигателей зависит от частоты напряжения питания.

На этой зависимости и основан метод частотного регулирования.

Изменяя с помощью преобразователя частоту на входе двигателя, мы регулируем частоту вращения ротора.

В наиболее распространенном частотно регулируемом приводе на основе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором применяются скалярное и векторное частотное управление.

При скалярном управлении по определенному закону изменяют амплитуду и частоту приложенного к двигателю напряжения. Изменение частоты питающего напряжения приводит к отклонению от расчетных значений максимального и пускового моментов двигателя, к.п.д., коэффициента мощности. Поэтому для поддержания требуемых рабочих характеристик двигателя необходимо с изменением частоты одновременно соответственно изменять и амплитуду напряжения.

В существующих преобразователях частоты при скалярном управлении чаще всего поддерживается постоянным отношение максимального момента двигателя к моменту сопротивления на валу. То есть при изменении частоты амплитуда напряжения изменяется таким образом, что отношение максимального момента двигателя к текущему моменту нагрузки остается неизменным. Это отношение называется перегрузочная способность двигателя.

При постоянстве перегрузочной способности номинальные коэффициент мощности и к.п.д. двигателя на всем диапазоне регулирования частоты вращения практически не изменяются.

Максимальный момент, развиваемый двигателем, определяется следующей зависимостью

где — постоянный коэффициент.

Поэтому зависимость напряжения питания от частоты определяется характером нагрузки на валу электрического двигателя.

Для постоянного момента нагрузки поддерживается отношение U/f = const, и, по сути, обеспечивается постоянство максимального момента двигателя. Характер зависимости напряжения питания от частоты для случая с постоянным моментом нагрузки изображен на рис. 2. Угол наклона прямой на графике зависит от величин момента сопротивления и максимального крутящего момента двигателя.

Вместе с тем на малых частотах, начиная с некоторого значения частоты, максимальный момент двигателя начинает падать. Для компенсации этого и для увеличения пускового момента используется повышение уровня напряжения питания.

В случае вентиляторной нагрузки реализуется зависимость U/f² = const. Характер зависимости напряжения питания от частоты для этого случая показан на рис.3. При регулировании в области малых частот максимальный момент также уменьшается, но для данного типа нагрузки это некритично.

Используя зависимость максимального крутящего момента от напряжения и частоты, можно построить график U от f для любого типа нагрузки.

Важным достоинством скалярного метода является возможность одновременного управления группой электродвигателей.

Скалярное управление достаточно для большинства практических случаев применения частотно регулируемого электропривода с диапазоном регулирования частоты вращения двигателя до 1: 40.

Векторное управление позволяет существенно увеличить диапазон управления, точность регулирования, повысить быстродействие электропривода. Этот метод обеспечивает непосредственное управление вращающим моментом двигателя.

Вращающий момент определяется током статора, который создает возбуждающее магнитное поле. При непосредственном управлении моментом необходимо изменять кроме амплитуды и фазу статорного тока, то есть вектор тока. Этим и обусловлен термин «векторное управление».

Для управления вектором тока, а, следовательно, положением магнитного потока статора относительно вращающегося ротора требуется знать точное положение ротора в любой момент времени. Задача решается либо с помощью выносного датчика положения ротора, либо определением положения ротора путем вычислений по другим параметрам двигателя. В качестве этих параметров используются токи и напряжения статорных обмоток.

Менее дорогим является частотно регулируемый электропривод с векторным управлением без датчика обратной связи скорости, однако векторное управление при этом требует большого объема и высокой скорости вычислений от преобразователя частоты.

Кроме того, для непосредственного управления моментом при малых, близких к нулевым скоростям вращения работа частотно регулируемого электропривода без обратной связи по скорости невозможна.

Векторное управление с датчиком обратной связи скорости обеспечивает диапазон регулирования до 1:1000 и выше, точность регулирования по скорости – сотые доли процента, точность по моменту – единицы процентов.

В синхронном частотно регулируемом приводе применяются те же методы управления, что и в асинхронном.

Однако в чистом виде частотное регулирование частоты вращения синхронных двигателей применяется только при малых мощностях, когда нагрузочные моменты невелики, и мала инерция приводного механизма. При больших мощностях этим условиям полностью отвечает лишь привод с вентиляторной нагрузкой. В случаях с другими типами нагрузки двигатель может выпасть из синхронизма.

Для синхронных электроприводов большой мощности применяется метод частотного управления с самосинхронизацией, который исключает выпадение двигателя из синхронизма. Особенность метода состоит в том, что управление преобразователем частоты осуществляется в строгом соответствии с положением ротора двигателя.

Вопросы и ответы

Подключение датчика АДМ-100 для ER-T:

клемму «+» АДМ соедините с клеммой «Р24» ПЧ;

клемму «-» АДМ соедините с клеммой «FI» ПЧ.

Настройки для ER-T:

b.02=4 //Способ задания частоты — ПИД-регулятор

b.04=60.0 //Время разгона

b.05=60.0 //Время торможения

С.01=1 //уставка ПИД по параметру С.05

С.02=1 //ОС ПИД по входу FI

С.04=16.0 //предел измерения датчика АДМ-100-1,6 в кгс/см2

С.05=14.0 //уставка в кгс/см2

С.09 и С.10 подлежат корректировке при ПНР для обеспечения качества регулирования давления

Перед настройкой ПИД-регулятора рекомендуется выполнить пуск в ручном режиме. При открытом расходе насоса проверьте его работу, вручную задавая частоту от 15 до 50 Гц с панели ПЧ. Если насос не выходит на макс. частоту 50Гц, выберите тип модуляции b.10=OPt, выберите d.01 равным ном. току ПЧ и увеличьте номинальное напряжение d.02 до 400…420В.

Подключение датчика АДМ-100 для E-9:

клемму «+» АДМ соедините с клеммой «Р24» ПЧ;

клемму «-» АДМ соедините с клеммой «IFA» ПЧ;

установите перемычку между клеммами «GND» и «COM» ПЧ.

Настройки для E-9:

F194=3, F193=1, F003=0, F004=2, F110=0, F111=4, F113=2

F114=пределу измерения АДМ-100 (для АДМ-100.3-1,6 установите F114=16,0 кгс/см² )

F116=70,0 (к-т пропорциональности, требует подстройки для улучшения качества регулирования)

F117=8,0 (время интегрирования, требует подстройки для улучшения качества регулирования)

F119=0, F120=100

Задание давления производится потенциометром на панели управления ПЧ. Кнопками SET и ESC переключаются отображаемые параметры на верхнем и нижнем табло панели соответственно. При мигающем индикаторе MPa отображается заданное давление, при горящем постоянно индикаторе MPa отображается давление, полученное от датчика.

При длине кабеля более 30 м, например, в случае с погружным насосом, на выходе ПЧ необходимо установить моторный дроссель серии EA-OC с номинальным током соответственно току двигателя.

Регулировка оборотов электродвигателя 380в — Яхт клуб Ост-Вест

Плавная работа двигателя, без рывков и скачков мощности – это залог его долговечности. Для контроля этих показателей используется регулятор оборотов электродвигателя на 220В, 12 В и 24 В, все эти частотники можно изготовить своими руками или купить уже готовый агрегат.

Зачем нужен регулятор оборотов

Регулятор оборотов двигателя, частотный преобразователь – это прибор на мощном транзисторе, который необходим для того, чтобы инвертировать напряжение, а также обеспечить плавную остановку и пуск асинхронного двигателя при помощи ШИМ. ШИМ – широко-импульсное управление электрическими приспособлениями. Его применяют для создания определенной синусоиды переменного и постоянного тока.

Фото – мощный регулятор для асинхронного двигателя

Самый простой пример преобразователя – это обычный стабилизатор напряжения. Но у обсуждаемого прибора гораздо больший спектр работы и мощность.

Частотные преобразователи используются в любом устройстве, которое питается от электрической энергии. Регуляторы обеспечивают чрезвычайно точный электрический моторный контроль, так что скорость двигателя можно изменять в меньшую или большую сторону, поддерживать обороты на нужном уровне и защищать приборы от резких оборотов. При этом электродвигателем используется только энергия, необходимая для работы, вместо того, чтобы запускать его на полной мощности.

Фото – регулятор оборотов двигателя постоянного тока

Зачем нужен регулятор оборотов асинхронного электродвигателя:

1. Для экономии электроэнергии. Контролируя скорость мотора, плавность его пуска и остановки, силы и частоты оборотов, можно добиться значительной экономии личных средств. В качестве примера, снижение скорости на 20% может дать экономию энергии в размере 50%.
2. Преобразователь частоты может использоваться для контроля температуры процесса, давления или без использования отдельного контроллера;
3. Не требуется дополнительного контроллера для плавного пуска;
4. Значительно снижаются расходы на техническое обслуживание.

Устройство часто используется для сварочного аппарата (в основном для полуавтоматов), электрической печки, ряда бытовых приборов (пылесоса, швейной машинки, радио, стиральной машины), домашнего отопителя, различных судомоделей и т.д.

Фото – шим контроллер оборотов

Принцип работы регулятора оборотов

Регулятор оборотов представляет собой устройство, состоящее из следующих трех основных подсистем:

1. Двигателя переменного тока;
2. Главного контроллера привода;
3. Привода и дополнительных деталей.

Когда двигатель переменного тока запускается на полную мощность, происходит передача тока с полной мощностью нагрузки, такое повторяется 7-8 раз. Этот ток сгибает обмотки двигателя и вырабатывает тепло, которое будет выделяться продолжительное время. Это может значительно снизить долговечность двигателя. Иными словами, преобразователь – это своеобразный ступенчатый инвертор, который обеспечивает двойное преобразование энергии.

Фото – схема регулятора для коллекторного двигателя

В зависимости от входящего напряжения, частотный регулятор числа оборотов трехфазного или однофазного электродвигателя, происходит выпрямление тока 220 или 380 вольт. Это действие осуществляется при помощи выпрямляющего диода, который расположен на входе энергии. Далее ток проходит фильтрацию при помощи конденсаторов. Далее формируется ШИМ, за это отвечает электросхема. Теперь обмотки асинхронного электродвигателя готовы к передаче импульсного сигнала и их интеграции к нужной синусоиде. Даже у микроэлектродвигателя эти сигналы выдаются, в прямом смысле слова, пачками.

Как выбрать регулятор

Существует несколько характеристик, по которым нужно выбирать регулятор оборотов для автомобиля, станочного электродвигателя, бытовых нужд:

1. Тип управления. Для коллекторного электродвигателя бывают регуляторы с векторной или скалярной системой управления. Первые чаще применяются, но вторые считаются более надежными;
2. Мощность. Это один из самых важных факторов для выбора электрического преобразователя частот. Нужно подбирать частотник с мощностью, которая соответствует максимально допустимой на предохраняемом приборе. Но для низковольтного двигатель лучше подобрать регулятор мощнее, чем допустимая величина Ватт;
3. Напряжение. Естественно, здесь все индивидуально, но по возможности нужно купить регулятор оборотов для электродвигателя, у которого принципиальная схема имеет широкий диапазон допустимых напряжений;
4. Диапазон частот. Преобразование частоты – это основная задача данного прибора, поэтому старайтесь выбрать модель, которая будет максимально соответствовать Вашим потребностям. Скажем, для ручного фрезера будет достаточно 1000 Герц;
5. По прочим характеристикам. Это срок гарантии, количество входов, размер (для настольных станков и ручных инструментов есть специальная приставка).

Хорошо себя зарекомендовали приборы марки Sinus, E-Sky и Pic.

При этом также нужно понимать, что есть так называемый универсальный регулятор вращения. Это частотный преобразователь для бесколлекторных двигателей.

Фото – схема регулятора для бесколлекторных двигателей

В данной схеме есть две части – одна логическая, где на микросхеме расположен микроконтроллер, а вторая – силовая. В основном такая электрическая схема используется для мощного электрического двигателя.

Видео: регулятор оборотов электродвигателя с ШИро V2

Как сделать самодельный регулятор оборотов двигателя

Можно сделать простой симисторный регулятор оборотов электродвигателя, его схема представлена ниже, а цена состоит только из деталей, продающихся в любом магазине электротехники.

Для работы нам понадобится мощный симистор типа BT138-600, её советует журнал радиотехники.

Фото – схема регулятора оборотов своими руками

В описанной схеме, обороты будут регулироваться при помощи потенциометра P1. Параметром P1 определяется фаза входящего импульсного сигнала, который в свою очередь открывает симистор. Такая схема может применяться как в полевом хозяйстве, так и в домашнем. Можно использовать данный регулятор для швейных машинок, вентиляторов, настольных сверлильных станков.

Принцип работы прост: в момент, когда двигатель немного затормаживается, его индуктивность падает, и это увеличивает напряжение в R2-P1 и C3, то в свою очередь влечет более продолжительное открытие симистора.

Тиристорный регулятор с обратной связью работает немного по-другому. Он обеспечивает обратный ход энергии в энергетическую систему, что является очень экономным и выгодным. Данный электронный прибор подразумевает включение в электрическую схемы мощного тиристора. Его схема выглядит вот так:

Здесь для подачи постоянного тока и выпрямления требуется генератор управляющего сигнала, усилитель, тиристор, цепь стабилизации оборотов.

Каждый из нас дома имеет какой-то электроприбор, который работает в доме не один год. Но со временем мощность техники слабеет и не выполняет своих прямых предназначений. Именно тогда стоит обратить внимание на внутренности оборудования. В основном проблемы возникают с электродвигателем, который отвечает за функциональность техники. Тогда стоит обратить свое внимание на прибор, который регулирует обороты мощности двигателя без снижения их мощности.

Виды двигателей

Регулятор оборотов с поддержанием мощности — изобретение, которое вдохнет новую жизнь в электроприбор, и он будет работать как только что приобретенный товар. Но стоит помнить о том, что двигатели бывают разных форматов и у каждого своя предельная работа.

Двигатели разные по характеристикам. Это значит то, что та или иная техника работает на разных частотах оборота вала, запускающего механизм. Мотор может быть:

В основном трехфазные электромоторы встречаются на заводах или крупных фабриках. В домашних условиях используются однофазные и двухфазные. Данного электричества хватает на работу бытовой техники.

Регулятор оборотов мощности

Принципы работы

Регулятор оборотов электродвигателя 220 В без потери мощности используется для поддержки первоначальной заданной частоты оборотов вала. Это один из основных принципов данного прибора, который называется частотным регулятором.

С помощью него электроприбор работает в установленной частоте оборотов двигателя и не снижает ее. Также регулятор скорости двигателя влияет на охлаждение и вентиляцию мотора. C помощью мощности устанавливается скорость, которую можно как поднять, так и снизить.

Вопросом о том, как уменьшить обороты электродвигателя 220 В, задавались многие люди. Но данная процедура довольно проста. Стоит только изменить частоту питающего напряжения, что существенно снизит производительность вала мотора. Также можно изменить питание двигателя, задействуя при этом его катушки. Управление электричеством тесно связано с магнитным полем и скольжением электродвигателя. Для таких действий используют в основном автотрансформатор, бытовые регуляторы, которые уменьшают обороты данного механизма. Но стоит также помнить о том, что будет уменьшаться мощность двигателя.

Вращение вала

Двигатели делят на:

Регулятор скорости вращения асинхронного электродвигателя зависит от подключения тока к механизму. Суть работы асинхронного мотора зависит от магнитных катушек, через которые проходит рамка. Она поворачивается на скользящих контактах. И когда при повороте она развернется на 180 градусов, то по данным контактам связь потечет в обратном направлении. Таким образом, вращение останется неизменным. Но при этом действии нужный эффект не будет получен. Он войдет в силу после внесения в механизм пары десятков рамок данного типа.

Коллекторный двигатель используется очень часто. Его работа проста, так как пропускаемый ток проходит напрямую — из-за этого не теряется мощность оборотов электродвигателя, и механизм потребляет меньше электричества.

Двигатель стиральной машины также нуждается в регулировке мощности. Для этого были сделаны специальные платы, которые справляются со своей работой: плата регулировки оборотов двигателя от стиральной машины несет многофункциональное употребление, так как при ее применении снижается напряжение, но не теряется мощность вращения.

Схема данной платы проверена. Стоит только поставить мосты из диодов, подобрав оптрон для светодиода. При этом еще нужно поставить симистор на радиатор. В основном регулировка двигателя начинается от 1000 оборотов.

Если не устраивает регулятор мощности и не хватает его функциональности, можно сделать или усовершенствовать механизм. Для этого нужно учитывать силу тока, которая не должна превышать 70 А, и теплоотдачу при использовании. Поэтому можно установить амперметр для регулировки схемы. Частота будет небольшой и будет определена конденсатором С2.

Далее стоит настроить регулятор и его частоту. При выходе данный импульс будет выходить через двухтактный усилитель на транзисторах. Также можно сделать 2 резистора, которые будут служить выходом для охладительной системы компьютера. Чтобы схема не сгорела, требуется специальный блокиратор, который будет служить удвоенным значением тока. Так данный механизм будет работать долго и в нужном объеме. Регулирующие приборы мощности обеспечат вашим электроприборам долгие годы службы без особых затрат.

Рекомендованные сообщения

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

“>

Регулировка оборотов трехфазного асинхронного двигателя

Наиболее распространены следующие способы регулирования скорости асинхронного двигателя : изменение дополнительного сопротивления цепи ротора, изменение напряжения, подводимого к обмотке статора, двигателя изменение частоты питающего напряжения, а также переключение числа пар полюсов.

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя путем введения резисторов в цепь ротора

Введение резисторов в цепь ротора приводит к увеличению потерь мощности и снижению частоты вращения ротора двигателя за счет увеличения скольжения, поскольку n = n о (1 – s).

Из рис. 1 следует, что при увеличении сопротивления в цепи ротора при том же моменте частота вращения вала двигателя уменьшается.

Жесткость механических характеристик значительно снижается с уменьшением частоты вращения, что ограничивает диапазон регулирования до (2 – 3) : 1. Недостатком этого способа являются значительные потери энергии, которые пропорциональны скольжению. Такое регулирование возможно только для двигателя с фазным ротором.

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением напряжения на статоре

Изменение напряжения, подводимого к обмотке статора асинхронного двигателя , позволяет регулировать скорость с помощью относительно простых технических средств и схем управления. Для этого между сетью переменного тока со стандартным напряжением U 1ном и статором электродвигателя включается регулятор напряжения .

При регулировании частоты вращения асинхронного двигателя изменением напряжения, подводимого к обмотке статора, критический момент М кр асинхронного двигателя изменяется пропорционально квадрату подводимого к двигателю напряжения U рет (рис. 3 ), а скольжение от U рег не зависит.

Рис. 1. Механические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором при различных сопротивлениях резисторов, включенных в цепь ротора

Рис. 2. Схема регулирования скорости асинхронного двигателя путем изменения напряжения на статоре

Рис. 3. Механические характеристики асинхронного двигателя при изменении напряжения подводимого к обмоткам статора

Если момент сопротивления рабочей машины больше пускового момента электродвигателя (Мс > Мпуск), то двигатель не будет вращаться, поэтому необходимо запустить его при номинальном напряжении Uном или на холостом ходу.

Регулировать частоту вращения короткозамкнутых асинхронных двигателей таким способом можно только при вентиляторном характере нагрузки. Кроме того, должны использоваться специальные электродвигатели с повышенным скольжением. Диапазон регулирования небольшой, до n кр.

Для изменения напряжения применяют трехфазные автотрансформаторы и тиристорные регуляторы напряжения.

Рис. 4. Схема замкнутой системы регулирования скорости тиристорный регулятор напряжения – асинхронный двигатель (ТРН – АД)

Замкнутая схема управления асинхронным двигателем , выполненным по схеме тиристорный регулятор напряжения – электродвигатель позволяет регулировать скорость асинхронного двигателя с повышенным скольжением (такие двигатели применяются в вентиляционных установках).

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением частоты питающего напряжения

Так как частота вращения магнитного поля статора n о = 60 f /р, то регулирование частоты вращения асинхронного двигателя можно производить изменением частоты питающего напряжения.

Принцип частотного метода регулирования скорости асинхронного двигателя заключается в том, что, изменяя частоту питающего напряжения, можно в соответствии с выражением при неизменном числе пар полюсов р изменять угловую скорость n о магнитного поля статора.

Этот способ обеспечивает плавное регулирование скорости в широком диапазоне, а механические характеристики обладают высокой жесткостью.

Для получения высоких энергетических показателей асинхронных двигателей (коэффициентов мощности, полезного действия, перегрузочной способности) необходимо одновременно с частотой изменять и подводимое напряжение. Закон изменения напряжения зависит от характера момента нагрузки Мс. При постоянном моменте нагрузки напряжение на статоре должно регулироваться пропорционально частоте.

Схема частотного электропривода приведена на рис. 5, а механические характеристики АД при частотном регулировании — на рис. 6.

Рис. 5. Схема частотного электропривода

Рис. 6. Механические характеристики асинхронного двигателя при частотном регулировании

С уменьшением частоты f критический момент несколько уменьшается в области малых частот вращения. Это объясняется возрастанием влияния активного сопротивления обмотки статора при одновременном снижении частоты и напряжения.

Частотное регулирование скорости асинхронного двигателя позволяет изменять частоту вращения в диапазоне (20 – 30) : 1. Частотный способ является наиболее перспективным для регулирования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Потери мощности при таком регулировании невелики, поскольку минимальны потери скольжения.

Большинство современных преобразователей частоты построено по схеме двойного преобразования. Они состоят из следующих основных частей: звена постоянного тока (неуправляемого выпрямителя), силового импульсного инвертора и системы управления.

Звено постоянного тока состоит из неуправляемого выпрямителя и фильтра. Переменное напряжение питающей сети преобразуется в нем в напряжение постоянного тока.

Силовой трехфазный импульсный инвертор содержит шесть транзисторных ключей. Каждая обмотка электродвигателя подключается через соответствующий ключ к положительному и отрицательному выводам выпрямителя. Инвертор осуществляет преобразование выпрямленного напряжения в трехфазное переменное напряжение нужной частоты и амплитуды, которое прикладывается к обмоткам статора электродвигателя.

В выходных каскадах инвертора в качестве ключей используются силовые IGBT-транзисторы. По сравнению с тиристорами они имеют более высокую частоту переключения, что позволяет вырабатывать выходной сигнал синусоидальной формы с минимальными искажениями. Регулирование выходной частоты I вых и выходного напряжения осуществляется за счет высокочастотной широтно-импульсной модуляции.

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя переключение числа пар полюсов

Ступенчатое регулирование скорости можно осуществить, используя специальные многоскоростные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

Из выражения n о = 60 f /р следует, что при изменении числа пар полюсов р получаются механические характеристики с разной частотой вращения n о магнитного поля статора. Так как значение р определяется целыми числами, то переход от одной характеристики к другой в процессе регулирования носит ступенчатый характер.

Существует два способа изменения числа пар полюсов. В первом случае в пазы статора укладывают две обмотки с разным числом полюсов. При изменении скорости к сети подключается одна из обмоток. Во втором случае обмотку каждой фазы составляют из двух частей, которые соединяют параллельно или последовательно. При этом число пар полюсов изменяется в два раза.

Рис. 7. Схемы переключения обмоток асинхронного двигателя: а – с одинарной звезды на двойную; б – с треугольника на двойную звезду

Регулирование скорости путем изменения числа пар полюсов экономично, а механические характеристики сохраняют жесткость. Недостатком этого способа является ступенчатый характер изменения частоты вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Выпускаются двухскоростные двигатели с числом полюсов 4/2, 8/4, 12/6. Четырехскоростной электродвигатель с полюсами 12/8/6/4 имеет две переключаемые обмотки.

Использованы материалы книги Дайнеко В.А., Ковалинский А.И. Электрооборудование сельскохозяйственных предприятий.

Благодаря надежности и простоте конструкции асинхронные двигатели (АД) получили широкое распространение. В большинстве станков, промышленном и бытовом оборудовании применяются электродвигатели такого типа. Изменение скорости вращения АД производится механически (дополнительной нагрузкой на валу, балластом, передаточными механизмами, редукторами и т.д.) или электрическими способами. Электрическое регулирование более сложное, но и гораздо более удобное и универсальное.

Для многих агрегатов применяется именно электрическое управление. Оно обеспечивает точное и плавное регулирование пуска и работы двигателя. Электрическое управление производится за счет:

• изменения частоты тока;
• силы тока;
• уровня напряжения.

В этой статье мы рассмотрим популярные способы, как может осуществляться регулировка оборотов асинхронного двигателя на 220 и 380В.

Изменение скорости АД с короткозамкнутым ротором

Существует несколько способов:

1. Управление вращением за счет изменения электромагнитного поля статора: частотное регулирование и изменение числа пар полюсов.

1. Изменение скольжения электромотора за счет уменьшения или увеличения напряжения (может применяться для АД с фазным ротором).

Частотное регулирование

В данном случае регулировка производится с помощью подключенного к двигателю устройства для преобразования частоты. Для этого применяются мощные тиристорные преобразователи. Процесс частотного регулирования можно рассмотреть на примере формулы ЭДС трансформатора:

Данное выражение означает, что для сохранения постоянного магнитного потока, означающего сохранение перегрузочной способности электромотора, следует одновременно с преобразованием частоты корректировать и уровень питающего напряжения. Если сохраняется выражение, вычисленное по формуле:

то это означает, что критический момент не изменен. А механические характеристики соответствуют рисунку ниже, если вы не понимаете, что значат эти характеристики, то в этом случае регулировка происходит без потери мощности и момента.

Достоинствами данного метода являются:

• плавное регулирование;
• изменение скорости вращения ротора в большую и меньшую сторону;
• жесткие механические характеристики;
• экономичность.

Недостаток один — необходимость в частотном преобразователе, т.е. увеличение стоимости механизма. К слову, на современном рынке представлены модели с однофазным и трёхфазным входом, стоимость которых при мощности 2-3 кВт лежит в диапазоне 100-150 долларов, что не слишком дорого для полноценной регулировки привода станков в частной мастерской.

Переключение числа пар полюсов

Данный метод применяется для многоскоростных двигателей со сложной обмоткой, позволяющей изменять число пар ее полюсов. Самое широкое применение получили двухскоростные, трехскоростные и четырехскоростные АД. Принцип регулировки проще всего рассмотреть на основе двухскоростного АД. В такой машине обмотка каждой фазы состоит из двух полуобмоток. Скорость вращения изменяется при подключении их последовательно или параллельно.

В четырехскоростном электродвигателе обмотка выполнена в виде двух независимых друг от друга частей. При изменении числа пар полюсов первой обмотки производится изменение скорости работы электромотора с 3000 до 1500 оборотов в минуту. При помощи второй обмотки производится регулировка вращения 1000 и 500 оборотов в минуту.

При изменении числа пар полюсов происходит и изменение критического момента. Для его сохранения неизменным, требуется одновременно с изменением числа пар полюсов регулировать и питающее напряжение, например, переключением схемы звезда-треугольник и их вариациями.

Достоинства данного метода:

• жесткие механические характеристики двигателя;
• высокий КПД.

• ступенчатая регулировка;
• большой вес и габаритные размеры;
• высокая стоимость электромотора.

Способы управления скоростью АД с фазным ротором

Изменение скорости вращения АД с фазным ротором производится путем изменения скольжения. Рассмотрим основные варианты и способы.

Изменение питающего напряжения

Этот способ также применяется для АД с КЗ ротором. Асинхронный двигатель подключается через автотрансформатор или ЛАТР. Если уменьшать напряжение питания, частота вращения двигателя снизится.

Но такой режим уменьшает перегрузочную способность двигателя. Этот способ применяется для регулирования в пределах напряжения не выше номинального, так как увеличение номинального напряжения приведет к выходу электродвигателя из строя.

Активное сопротивление в цепи ротора

При использовании данного метода в цепь ротора подключается реостат или набор постоянных резисторов большой мощности. Данное устройство предназначено для плавного увеличения сопротивления.

Скольжение растет пропорционально увеличению сопротивления, а скорость вращения вала электромотора при этом снижается.

• большой диапазон регулирования в сторону понижения скорости вращения.

• снижение КПД;
• увеличение потерь;
• ухудшение механических характеристик.

Асинхронный вентильный каскад и машины двойного питания

Изменение скорости работы асинхронных электромоторов в данных случаях выполняется путем изменения скольжения. При этом скорость вращения электромагнитного поля неизменна. Напряжение подается напрямую на обмотки статора. Регулировка происходит за счет использования мощности скольжения, которая трансформируется в цепь ротора, и образует добавочную ЭДС. Такие методы используются только в специальных машинах и крупных промышленных устройствах.

Плавный пуск асинхронных электродвигателей

АД кроме безусловных преимуществ, обладают существенными недостатками. Это рывок на старте и большие пусковые токи, в 7 раз превышающие номинальные. Для мягкого старта электродвигателя используются следующие методы:

• переключение обмоток по схеме звезда – треугольник;
• включение электродвигателя через автотрансформатор;
• использование специализированных устройств для плавного пуска.

В большинстве частотных регуляторов есть функция плавного пуска двигателя. Это не только снижает пусковые токи, но и уменьшает нагрузки на исполнительные механизмы. Поэтому регулирование частоты и плавный пуск довольно сильно связаны между собой.

Как сделать устройство для изменения скорости вращения электродвигателя своими руками

Для регулировки маломощных однофазных АД можно использовать диммеры. Однако этот способ ненадежен и обладает серьезными недостатками: снижением КПД, серьезным перегревом устройства и опасностью повреждения двигателя.

Для надежного и качественного регулирования оборотов электродвигателей на 220В, лучше всего подходит частотное регулирование.

Приведенная ниже схема позволяет собрать частотное устройство для регулировки электромоторов мощностью до 500 Вт. Изменение скорости вращения производится в границах от 1000 до 4000 оборотов в минуту.

Устройство состоит из задающего генератора с изменяемой частотой, состоящего из мультивибратора, собранного на микросхеме К561ЛА7, счетчика на микросхеме К561ИЕ8, полумоста регулятора. Выходной трансформатор Т1 выполняет развязку верхнего и нижнего транзисторов полумоста.

Демпфирующая цепь С4, R7 гасит всплески напряжения опасные для силовых транзисторов VT3, VT4. Выпрямитель, удвоитель напряжения питающей сети, включает в себя диодный мост VD9, с конденсатором фильтра на которых происходит удвоение напряжения питания полумоста.

Напряжение первичной обмотки: 2х12В, вторичной обмотки 12В. Первичная обмотка трансформатора управления ключами, состоит из 120 витков медного провода сечением 0,7мм, с отводом от середины. Вторичная – две обмотки, каждая по 60 витков повода сечением 0,7 мм.

Вторичные обмотки необходимо максимально надежно заизолировать друг от друга, так как разница потенциалов между ними доходит до 640 В. Подключение выходных обмоток к затворам ключей производится в противофазе.

Вот мы и рассмотрели способы регулировки оборотов асинхронных двигателей. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Благодаря надежности и простоте конструкции асинхронные двигатели (АД) получили широкое распространение. В большинстве станков, промышленном и бытовом оборудовании применяются электродвигатели такого типа. Изменение скорости вращения АД производится механически (дополнительной нагрузкой на валу, балластом, передаточными механизмами, редукторами и т.д.) или электрическими способами. Электрическое регулирование более сложное, но и гораздо более удобное и универсальное.

Для многих агрегатов применяется именно электрическое управление. Оно обеспечивает точное и плавное регулирование пуска и работы двигателя. Электрическое управление производится за счет:

• изменения частоты тока;
• силы тока;
• уровня напряжения.

В этой статье мы рассмотрим популярные способы, как может осуществляться регулировка оборотов асинхронного двигателя на 220 и 380В.

Изменение скорости АД с короткозамкнутым ротором

Существует несколько способов:

1. Управление вращением за счет изменения электромагнитного поля статора: частотное регулирование и изменение числа пар полюсов.

1. Изменение скольжения электромотора за счет уменьшения или увеличения напряжения (может применяться для АД с фазным ротором).

Частотное регулирование

В данном случае регулировка производится с помощью подключенного к двигателю устройства для преобразования частоты. Для этого применяются мощные тиристорные преобразователи. Процесс частотного регулирования можно рассмотреть на примере формулы ЭДС трансформатора:

Данное выражение означает, что для сохранения постоянного магнитного потока, означающего сохранение перегрузочной способности электромотора, следует одновременно с преобразованием частоты корректировать и уровень питающего напряжения. Если сохраняется выражение, вычисленное по формуле:

то это означает, что критический момент не изменен. А механические характеристики соответствуют рисунку ниже, если вы не понимаете, что значат эти характеристики, то в этом случае регулировка происходит без потери мощности и момента.

Достоинствами данного метода являются:

• плавное регулирование;
• изменение скорости вращения ротора в большую и меньшую сторону;
• жесткие механические характеристики;
• экономичность.

Недостаток один — необходимость в частотном преобразователе, т.е. увеличение стоимости механизма. К слову, на современном рынке представлены модели с однофазным и трёхфазным входом, стоимость которых при мощности 2-3 кВт лежит в диапазоне 100-150 долларов, что не слишком дорого для полноценной регулировки привода станков в частной мастерской.

Переключение числа пар полюсов

Данный метод применяется для многоскоростных двигателей со сложной обмоткой, позволяющей изменять число пар ее полюсов. Самое широкое применение получили двухскоростные, трехскоростные и четырехскоростные АД. Принцип регулировки проще всего рассмотреть на основе двухскоростного АД. В такой машине обмотка каждой фазы состоит из двух полуобмоток. Скорость вращения изменяется при подключении их последовательно или параллельно.

В четырехскоростном электродвигателе обмотка выполнена в виде двух независимых друг от друга частей. При изменении числа пар полюсов первой обмотки производится изменение скорости работы электромотора с 3000 до 1500 оборотов в минуту. При помощи второй обмотки производится регулировка вращения 1000 и 500 оборотов в минуту.

При изменении числа пар полюсов происходит и изменение критического момента. Для его сохранения неизменным, требуется одновременно с изменением числа пар полюсов регулировать и питающее напряжение, например, переключением схемы звезда-треугольник и их вариациями.

Достоинства данного метода:

• жесткие механические характеристики двигателя;
• высокий КПД.

• ступенчатая регулировка;
• большой вес и габаритные размеры;
• высокая стоимость электромотора.

Способы управления скоростью АД с фазным ротором

Изменение скорости вращения АД с фазным ротором производится путем изменения скольжения. Рассмотрим основные варианты и способы.

Изменение питающего напряжения

Этот способ также применяется для АД с КЗ ротором. Асинхронный двигатель подключается через автотрансформатор или ЛАТР. Если уменьшать напряжение питания, частота вращения двигателя снизится.

Но такой режим уменьшает перегрузочную способность двигателя. Этот способ применяется для регулирования в пределах напряжения не выше номинального, так как увеличение номинального напряжения приведет к выходу электродвигателя из строя.

Активное сопротивление в цепи ротора

При использовании данного метода в цепь ротора подключается реостат или набор постоянных резисторов большой мощности. Данное устройство предназначено для плавного увеличения сопротивления.

Скольжение растет пропорционально увеличению сопротивления, а скорость вращения вала электромотора при этом снижается.

• большой диапазон регулирования в сторону понижения скорости вращения.

• снижение КПД;
• увеличение потерь;
• ухудшение механических характеристик.

Асинхронный вентильный каскад и машины двойного питания

Изменение скорости работы асинхронных электромоторов в данных случаях выполняется путем изменения скольжения. При этом скорость вращения электромагнитного поля неизменна. Напряжение подается напрямую на обмотки статора. Регулировка происходит за счет использования мощности скольжения, которая трансформируется в цепь ротора, и образует добавочную ЭДС. Такие методы используются только в специальных машинах и крупных промышленных устройствах.

Плавный пуск асинхронных электродвигателей

АД кроме безусловных преимуществ, обладают существенными недостатками. Это рывок на старте и большие пусковые токи, в 7 раз превышающие номинальные. Для мягкого старта электродвигателя используются следующие методы:

• переключение обмоток по схеме звезда – треугольник;
• включение электродвигателя через автотрансформатор;
• использование специализированных устройств для плавного пуска.

В большинстве частотных регуляторов есть функция плавного пуска двигателя. Это не только снижает пусковые токи, но и уменьшает нагрузки на исполнительные механизмы. Поэтому регулирование частоты и плавный пуск довольно сильно связаны между собой.

Как сделать устройство для изменения скорости вращения электродвигателя своими руками

Для регулировки маломощных однофазных АД можно использовать диммеры. Однако этот способ ненадежен и обладает серьезными недостатками: снижением КПД, серьезным перегревом устройства и опасностью повреждения двигателя.

Для надежного и качественного регулирования оборотов электродвигателей на 220В, лучше всего подходит частотное регулирование.

Приведенная ниже схема позволяет собрать частотное устройство для регулировки электромоторов мощностью до 500 Вт. Изменение скорости вращения производится в границах от 1000 до 4000 оборотов в минуту.

Устройство состоит из задающего генератора с изменяемой частотой, состоящего из мультивибратора, собранного на микросхеме К561ЛА7, счетчика на микросхеме К561ИЕ8, полумоста регулятора. Выходной трансформатор Т1 выполняет развязку верхнего и нижнего транзисторов полумоста.

Демпфирующая цепь С4, R7 гасит всплески напряжения опасные для силовых транзисторов VT3, VT4. Выпрямитель, удвоитель напряжения питающей сети, включает в себя диодный мост VD9, с конденсатором фильтра на которых происходит удвоение напряжения питания полумоста.

Напряжение первичной обмотки: 2х12В, вторичной обмотки 12В. Первичная обмотка трансформатора управления ключами, состоит из 120 витков медного провода сечением 0,7мм, с отводом от середины. Вторичная – две обмотки, каждая по 60 витков повода сечением 0,7 мм.

Вторичные обмотки необходимо максимально надежно заизолировать друг от друга, так как разница потенциалов между ними доходит до 640 В. Подключение выходных обмоток к затворам ключей производится в противофазе.

Вот мы и рассмотрели способы регулировки оборотов асинхронных двигателей. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Что такое преобразователь частоты и для чего он нужен?

Для регулирования работы асинхронного двигателя с целью не допустить снижения его КПД применяют специальные устройства – частотные преобразователи. Их работа заключается в том, что они плавно изменяют скорость вращения двигателя, с помощью смены частоты питающего напряжения.

В данной статье мы постараемся рассмотреть ряд незаметных, на первый взгляд, особенностей в работе асинхронного электродвигателя и проанализируем, насколько важно в ходе его эксплуатации использовать частотный преобразователь.

Что может привести к неисправности?

В асинхронном двигателе напряжение для работы чаще всего поступает через последовательно включенный автоматический выключатель. То сесть данный способ запуска двигателя по другому называется — плавный пуск. Таким образом это провоцирует высокий рост тока пусковой обмотки, что для оборудования закончится весьма плачевно.

Частотный преобразователь имеет к этому важное отношение – он контролирует ток электродвигателя. Формируя необходимое напряжение нужной амплитуды и частоты, частотник подает их на двигатель. Поясним – в процессе его запуска преобразователь отдает не полную частоту, скажем, в 50 Герц, а где-то 0,1Гц (или чуть больше). То же самое и с напряжением – не все 220 В или 380 В, а около 20-30 (смотря, какие выставлены настройки).

Принцип работы преобразователя частоты для электродвигателя

Все это позволяет пропускать через обмотку статора ток оптимального значения, не выше номинального показателя, чтобы создать магнитное поле, которое, в свою очередь, вместе с созданным в обмотке током создаст крутящий момент. Что касается принципов изменения характеристик напряжения, то подробно об этом, а также о критериях выбора частотника, вы можете прочесть здесь, в одной из других наших статей. Кстати, если говорить о критериях выбора, то отметим также, что выходные токи преобразователя частоты должны быть ниже тока полного режима нагрузки.

Выше мы описывали старт двигателя. Что касается разгона, то в ходе этого процесса преобразователь плавно повышает частоту и величину поступаемого напряжения, тем самым разгоняя двигатель. Главное – настроить частотник таким образом, чтобы времени на разгон уходило как можно меньше, а ток обмотки статора не был выше её номинального значения. Кроме того, важно поддерживать достаточный крутящий момент на валу.

Почему без преобразователя не обойтись? Главные преимущества его использования

Итак, преобразователь частоты дает следующие преимущества при управлении асинхронным двигателем:

1. Плавный пуск и остановка электропривода
2. Управление производительностью оборудования
3. Установка оптимальных режимов работы
4. Взаимное согласование электроприводов в сложных системах

Самые важные – это 1 и 2 пункты. Почему именно они?

Плавный пуск позволяет наращивать скорость постепенно, что позволяет не допустить скачков тока. Неконтролируемые скачки опасны, так как при прямом пуске они превышают номинальные показатели в 5-7 раз, что может спровоцировать высокую нагрузку на электросеть, защитит оборудование от перегрузок и сэкономит деньги на затратах электроэнергии.

Что касается управления производительностью, то в этом случае преобразователь частоты контролирует скорость работы электродвигателя с учетом «реальных нужд» в системе в целом. Это также помогает напрасно не тратить энергию и гарантирует её экономию в 30-60%.

Помимо 4-х основных преимуществ описанных выше, использование преобразователя обеспечивает следующие преимущества:

• Понижение величины пусковых токов в 4-6 раз
• Регулировка частоты и напряжения с экономией до 50% электроэнергии
• Самостоятельное выключение контактора, снятие напряжения и с его плавной подачей в звено постоянного тока
• Устранение ударных нагрузок, защита двигателя от механической перегрузки, либо недогрузки
• Понижение общего числа ненужных отключений при ударных нагрузках
• Обеспечение нужной величины и частоты при запуске оборудования, поддержание обратной связи смежных приводов
• Контроль скорости вращения ротора и анализ работы двигателя

Классификация частотных преобразователей

В первую очередь, данные устройства различаются по режимам работы:

• Амплитудно-частотное регулирование (скалярное) – применяются в обычных установках с вентиляторами, насосами, тележками, транспортерами и т.д. где не требуется стабилизация оборотов двигателя
• Векторное регулирование – используются на любом оборудовании, где возможны резкие изменения крутящего момента на валу, причем в большом диапазоне и где нужна высокая стабильность оборотов на валу электродвигателя.

По типу питания:

• Низковольтный 0,4 кВ
• Среднее напряжение 0,69 кВ
• Высоковольтный 6 и 10 кВ

Также данные устройства бывают с промежуточным звеном (связью) и без него. О характере работы таких устройств читайте тут, в ещё одной нашей статье.

Настройка

Настройка преобразователей выполняется строго по инструкции производителя и с учетом особенностей задачи, которая решается посредством оборудования, в котором установлен двигатель.

Например, если применяется асинхронный двигатель скалярного типа, то амплитуду сигнала и выходную частоту устанавливают по определенной формуле. Для других видов двигателя обычно используют датчики скорости вращения вала двигателя. Последовательность этапов алгоритма настройки мы перечислили здесь, в другом нашем материале.

Можно ли отказаться от частотных преобразователей?

Можно. Но лучше этого не делать. Безусловно, скорость вращения можно также регулировать и при помощи гидравлической муфты или механического вариатора и других. Но данные приспособления неэкономичны (а в промышленности это крайне важно!), у них узкий диапазон регулирования, что доставляет серьезные неудобства в ходе эксплуатации, а также они гораздо быстрее выйдут из строя. 

Итоги: почему нужно использовать преобразователи частоты?

Вот основной перечень преимуществ для работы оборудования, которые вы получаете, используя преобразователи:

• Плавный пуск и плавную остановку оборудования
• Эффективную защиту от перегрузок и бросков напряжения
• Возможность эксплуатации оборудования с большими номинальными сетевыми напряжениями и токами
• Понижение энергопотребления
• Стабильность технологического процесса и улучшение КПД

Итак, это наиболее важная информация о частотных преобразователях, которую мы хотели до вас донести. В завершение скажем о том, от чего зависит стоимость и на что стоит обращать внимание при выборе. Это такие факторы, как марка производителя, модель и тип управления преобразователем. Также стоит обращать внимание при выборе на тип и уровень мощности двигателя, его диапазон и точность, а также степень точности поддержки крутящего момента.

Частотные регуляторы скорости РМТ

— Плавное регулирование оборотов трехфазных вентиляторов на 380В
— Удаленное и дистанционное управление
— Выносной пульт управления
— Небольшой вес и габариты

Регулятор скорости типа РМТ предназначен для управления скоростью вращения вентиляторов с асинхронным короткозамкнутым двигателем с сетевым питанием 380В и, в том числе, общепромышленным типа АИР. Работа регулятора основана на принципе частотного регулирования, когда изменение скорости вращения производится с помощью изменения частоты трехфазного напряжения, подаваемого на двигатель вентилятора (от 25 до 50 Гц). При этом производительность вентилятора снижается приблизительно в 2 раза.

Подключение вентилятора

Подключение регулятора к трехфазной сети и подключение управляемого вентилятора на приведенной схеме. Длина обычных проводов от регулятора до двигателя не более 10 метров, экранированных не более 20 метров.

ВНИМАНИЕ! Необходимо подключить защитную землю на клемму, расположенную на корпусе регулятора. Иначе возможны ошибки в работе регулятора.

Принципы работы частотного регулятора

Частотный преобразователь (инвертор) работает следующим образом: переменное напряжение сети выпрямляется блоком выпрямительных диодов и фильтруется батареей конденсаторов большой емкости для минимизации пульсации полученного напряжения. Затем напряжение подается на схему из шести управляемых биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) с диодами, защищающими транзисторы от пробоя напряжения обратной полярности, возникающим при работе с обмотками двигателя.

При открытии и закрытии перекрестных пар транзисторов формируются три сдвинутые на 120 градусов синусоиды управления обмотками двигателя с частотой от 25 до 50 Гц.

Конструктивно, управление регулятором РМТ осуществляет один микропроцессор, а IGBT транзисторы, с защитой против перегрузки и дополнительными защитными диодами, собраны в виде силового модуля фирмы «Mitsuibishi Electric».

При работе силовой модуль и выпрямительные мосты выделяют значительное количество тепла, поэтому они располагаются на алюминиевом радиаторе.

Правила эксплуатации РМТ

Регулятор РМТ предназначен для установки в отапливаемых помещениях, за исключением помещений с повышенной влажностью и с агрессивными химическими средами. Степень защиты IP 20. Устройство крепится на стене в вертикальном положении в месте с хорошей естественной конвенцией воздуха. Не закрывайте алюминиевый радиатор посторонними предметами, чтобы не перегревались силовой модуль и выпрямительные мосты, расположенные на алюминиевом радиаторе. При длительной работе температура радиатора может повышаться до 60 град. С.

При установке регулятора РМТ в щит управления необходимо осуществлять дополнительную принудительную вентиляцию щита.

ВНИМАНИЕ! Не устанавливайте регулятор РМТ над отопительными приборами и в зонах с плохой конвекцией воздуха.

ВНИМАНИЕ! Во избежания выхода регулятора из строя не перезапускайте вентилятор кнопками «пуск» и «стоп» чаще, чем один раз в 30 секунд.

ВНИМАНИЕ! Во избежания поражения электрическим током вскрывать крышку регулятора не ранее чем через две минуты после отключения от сети 380В.

Регулятор РМТ не требует специального технического обслуживания. Достаточно один раз в год проверить крепление проводов на клеммных соединениях.

Режим работы РМТ

Возможны четыре варианта управления вентилятором при помощи регулятора РМТ:
— локальный — вентилятор управляется с лицевой панели регулятора при помощи кнопок «пуск», «стоп» и ручки «скорость»
— удаленный — регулятор монтируется в щите управления вентиляционной установкой, скорость вращения вентилятора задается с выносного пульта при помощи ручки «скорость», кнопок «пуск» и «стоп»
— фиксированные скорости
— простой выбор любой из пяти заранее заданной скорости за счет использования внешнего переключателя дистанционный
— управление числом оборотов вентилятора подаваемым внешним напряжением 0 — 10В.

Задание необходимого режима работы производится вручную на плате регулятора при помощи DIP переключателей:

Режим работы

Первоначально DIP переключатель установлен в режиме локальный. Переключение режимов работы производить только при выключенном регуляторе.

В режиме фиксированных скоростей возможно переключать двигатель на одну из пяти предварительно заданных скоростей вращения. При этом частота вращения заранее выставляется переменными резисторами на плате управления регулятором. Выбор необходимой скорости осуществляется простым переключением контактов. Частота вращения вентилятора может регулироваться от 25 до 50 Гц.
Первоначально переменные резисторы выставлены на частоту 50 Гц.

При работе в режиме дистанционный частота регулятора управляется внешним сигналом 0-10 В от ручного регулятора или контроллера верхнего уровня.

ВНИМАНИЕ! При работе в режиме дистанционный частота регулируется в диапазоне от 0 до 120 Гц.
Необходимо быть внимательным при выборе подаваемой частоты на двигатель, т. к. при частотах более 65 Гц общепромышленные двигатели типа АИР могут выйти из строя.

В регуляторе установлено реле 250В, 8А, которое переключается при сигнале «пуск» или «стоп» регулятора.
Когда регулятор в состоянии «работа» контакты 29-30 замкнуты, а в состоянии «стоп» или «ошибка» замкнуты контакты 28-30. Данное реле предназначено для включения электропривода воздушной заслонки, катушки магнитного пускателя канального нагревателя и т.п.

Экономия электроэнергии

Самую существенную экономию электроэнергии при использовании инверторов можно получить именно при их работе с вентиляторами и насосами. Если до недавнего времени самым распространённым способом регулирования величины потока являлось использование вентиляционных задвижек или дросселирующих клапанов, то при применении инверторов характерен следующий график экономии электроэнергии:

ac — Повышает ли напряжение питания асинхронного двигателя его скорость?

Основной характеристикой асинхронных двигателей является то, что они правильно работают только при одном номинальном напряжении для номинальной частоты и подключения. Для подключения 240 вольт и номинального напряжения (обычно 50 Гц или 60 Гц) к двигателю должно подаваться только 240 вольт. Приложенное напряжение может изменяться примерно на 5%, поэтому от 228 до 252 вольт будет нормально.

Если инвертор предназначен для управления скоростью двигателя, он должен поддерживать напряжение, пропорциональное частоте.Если двигатель рассчитан на 240 В и 50 Гц, он может работать при 120 В и 25 Гц или 360 В и 75 Гц. Скорость будет изменяться пропорционально частоте, при этом напряжение мало влияет на скорость, но более существенно влияет на ток и крутящий момент. Скорость в об / мин равна (120 X частота / число полюсов двигателя) минус скольжение. Скольжение при полной нагрузке составляет около 3% от номинальной скорости 50 Гц и пропорционально крутящему моменту нагрузки.

Вероятно, он может работать в диапазоне от 10 Гц до 75 Гц, если отношение напряжения к частоте поддерживается на уровне 240/50 = 4.8 В / Гц. Чтобы двигатель мог создавать одинаковый крутящий момент на всех скоростях, передаточное отношение необходимо несколько увеличить на более низких скоростях.

Это краткое описание управления скоростью асинхронного двигателя путем изменения частоты. Здесь невозможно представить полную теорию в качестве ответа на вопрос.

Можно снизить скорость, просто снизив напряжение ниже номинального, но этот метод очень ограничен и во многом зависит от характера нагрузки.Повышение напряжения выше номинального лишь незначительно увеличивает скорость, а также сильно зависит от нагрузки. Повышение напряжения более чем на 5% вызовет чрезмерный ток и перегреет двигатель.

Добавлены подробности относительно напряжения

Повышение напряжения увеличивает ток намагничивания, тем самым увеличивая магнитный поток. Увеличение магнитного потока позволит двигателю развивать больший крутящий момент при заданном скольжении или иметь меньшее скольжение при заданной нагрузке. Меньшее скольжение означает более высокую рабочую скорость.При номинальном напряжении или близком к нему, двигатель достигает минимального значения тока для данного крутящего момента. Из-за магнитного насыщения железа увеличение магнитного потока при заданном увеличении тока уменьшается до такой степени, что ток увеличивается быстрее, чем увеличивается крутящий момент. Увеличение тока увеличивает внутренний нагрев с небольшой пользой или без нее.

Скольжение прямо пропорционально крутящему моменту, передаваемому нагрузке. После того, как нагрузка была ускорена до стабильной рабочей скорости, крутящий момент, передаваемый на нагрузку, является крутящим моментом, необходимым для движения нагрузки на этой скорости.Поскольку скольжение при полной нагрузке асинхронного двигателя нормальной конструкции составляет примерно 3% от номинальной скорости, скорость двигателя изменяется только примерно на 3% между холостым ходом и полной нагрузкой. Стабильная рабочая точка — это точка, в которой кривая зависимости скорости от крутящего момента нагрузки пересекает кривую зависимости скорости от крутящего момента двигателя. Результат любого изменения кривой двигателя зависит от величины и наклона кривой нагрузки.

Увеличение скорости с помощью частотно-регулируемого привода

Большинство частотно-регулируемых приводов (ЧРП) устанавливаются на заводе с максимальной выходной мощностью, равной частоте сети в регионе, где они продаются.Однако у большинства из них есть настройки конфигурации, которые позволяют увеличить максимальную частоту.

В этом случае двигатель может быть подключен либо на 240 В, либо на 480 В, а номинальная частота двигателя принимается равной 60 Гц. Доступны два напряжения питания: 380 и 470. Обычно частотно-регулируемые приводы не имеют функции повышения внутреннего напряжения, поэтому мы будем предполагать, что максимальное выходное напряжение ограничено входным напряжением. Давайте сначала предположим, что частотно-регулируемый привод настроен на выходную частоту 50 Гц и желательно работать со скоростью 60 Гц без снижения крутящего момента.Для этого подключите источник питания 470 В к VFD и подключите двигатель на 480 В. Настройте частотно-регулируемый привод для нормального использования с двигателем на 480 В, 60 Гц. Входное напряжение на 2% ниже, но двигатель и частотно-регулируемый привод должны без труда выдержать это.

Есть и другие альтернативы. Максимальная частота может быть увеличена до 60 Гц при постоянном выходном напряжении. Это приведет к падению крутящего момента при увеличении скорости. Допустимый крутящий момент будет соответствовать кривой постоянной мощности примерно до 90 Гц.Выше крутящий момент будет еще больше ограничен.

Если номинальный выходной ток частотно-регулируемого привода достаточен для подачи тока двигателя, необходимого для подключения 240 В, существуют другие альтернативы, использующие это подключение двигателя.

Трехфазный асинхронный двигатель по выгодной цене — Отличные предложения на трехфазный асинхронный двигатель от глобальных продавцов трехфазных асинхронных двигателей

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для трехфазного асинхронного двигателя.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально есть тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы найдете новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот лучший трехфазный асинхронный двигатель должен в кратчайшие сроки стать одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели трехфазный асинхронный двигатель на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в трехфазном асинхронном двигателе и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести asynchronous motor three phase по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

YVF2 с регулируемой частотой расклассифицированный

Трехфазный асинхронный двигатель с частотным регулированием серии YVF2

Условия эксплуатации

Рабочая температура окружающей среды: -15 ~ + 40 ℃
Высота: не более 1000 м (более 1000 м требует индивидуальной настройки)
Номинальное напряжение: 380 В
Номинальная частота: 5-100 Гц
Режим работы: S1 (непрерывный), позволяет запуск напряжение
Класс изоляции: F (необходимо заказать другой класс)
Класс защиты: IP55
Тип охлаждения: IC416
Способ подключения: Y-соединение ≦ Мощность 3 кВт, соединение ≧ Мощность 4 кВт

Обзор продукции

Трехфазный асинхронный двигатель с частотным управлением серии YVF2 обладает широким диапазоном регулирования скорости.Вместе с устройством регулирования частоты он составляет систему бесступенчатого регулирования скорости переменного тока. На низкой скорости (5-50 Гц этот двигатель может работать плавно при постоянных колебаниях крутящего момента, имеет больший пусковой момент и меньший пусковой ток, а также обеспечивает постоянную выходную мощность на высоких частотах (50-100 Гц). Его монтажное устройство и установочные размеры идентичны. к трехфазным асинхронным двигателям серии Y. Кроме того, он оснащен отдельным охлаждающим вентилятором, двигатель работает с разной скоростью, а также имеет хорошие характеристики охлаждения.
Используется во многих областях, например, в легкой промышленности. Текстильная, химическая промышленность, металлургия и токарные станки, которым требуется постоянный крутящий момент и соответствующая производительность при различной скорости. Он также используется в воздуходувке и водяном насосе для экономии регулировки. Целесообразно реализовать систему автоматического регулирования.

Технические условия

3-фазный двигатель перемотки: 54 шага (с изображениями)

Введение: 3-фазный электродвигатель перемотки

Привет всем, я Нико, и в этой инструкции я покажу вам, как перематывать и обновлять старую трехфазную электрический двигатель.

Если вы ищете перемотка однофазного двигателя , вы можете найти его здесь .

В этой статье я сделаю шаг вперед. В следующих шагах я покажу вам, как анализировать обмотку двигателя, разбирать двигатель, снимать подшипники, рассчитывать новую обмотку, перематывать двигатель, собирать его с новыми подшипниками и тестировать двигатель.Перемотка — очень долгий процесс. На его перемотку, замену всех старых деталей и сборку потребовалось около двух дней.

Если у вас есть вопросы, вы можете написать мне.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 1: Анализ двигателя

Я получил этот двигатель в моем университете.

Трехфазный асинхронный двигатель — самый распространенный двигатель в мире. Он имеет очень высокую эффективность и низкие затраты на производство и обслуживание. Две основные части двигателя — это ротор и статор. Ротор обычно выполнен в виде беличьей клетки и вставляется в отверстие статора.Статор выполнен из стального сердечника и обмотки.

Статор используется для создания магнитного поля. 3 фазы генерируют вращающееся магнитное поле, поэтому нам не нужен конденсатор на трехфазном двигателе. Магнитное поле вращения «режет» беличью клетку, где наводит напряжение. Поскольку клетка закорочена, напряжение генерирует электрический ток. Ток в магнитном поле создает силу.

Потому что магнитное поле должно вращаться быстрее, чем ротор, чтобы вызвать напряжение в роторе. Поэтому скорость двигателя немного меньше скорости магнитного поля ((3000 об / мин [Магнитное поле] — 2810 об / мин [Электродвигатель])).Вот почему мы называем их Трехфазным АСИНХРОННЫМ электродвигателем .

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 2: Анализ двигателя

Двигатели Табло с надписью

На табличке с надписью двигателей мы можем найти наиболее полезную информацию о двигателе:

• Номинальное напряжение двигателя (для звезды (Y) и треугольник ( D) подключение двигателя) [В]
• Номинальный ток двигателя (для звезды (Y) и треугольника (D) подключение двигателя) [A]
• Мощность электродвигателя [Вт]
• Коэффициент мощности cos Fi
• Скорость вращения [об / мин]
• Номинальная частота [Гц]

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 3: Анализ обмотки

Откройте крышку распределительной коробки.

Перед измерением удалите все соединения в распределительной коробке. Измерьте сопротивление каждой обмотки, сопротивление между двумя разными обмотками и сопротивление между обмоткой и корпусом двигателя.

Сопротивления трех обмоток должны быть одинаковыми (+/- 5%). Сопротивление между двумя обмотками и рамой обмотки должно быть более 1,5 МОм.

Обгоревшие обмотки двигателей можно определить по уникальному запаху (запах горелого лака).

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 4: Разборка двигателя

Сделайте несколько снимков двигателя.Отметьте места между первой крышкой и статором и вторым корпусом и статором (нам понадобятся эти отмеченные точки при сборке двигателей).

Снимите крышки с двигателя. Обычно они крепятся к статору длинными винтами. Если не удается разделить крышку и статор, можно использовать резиновый молоток. Осторожно ударьте по крышке и попробуйте повернуть ее. Если это не сработает, нагрейте его.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 5: Разборка двигателя

Снимите ротор со статора. По оси роторов можно аккуратно ударить резиновым молотком.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 6: Разборка двигателя

Снимите вентилятор с оси роторов. У меня был металлический вентилятор, поэтому я его нагрел. Я очень легко отделил его от оси.

Снимите зажим и предохранительное кольцо, если оно у вас есть. Затем снимите вторую крышку.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 7: Снятие подшипников

Используйте съемник для снятия подшипников с обеих сторон. Будьте осторожны, так как вы легко можете повредить ось ротора.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 8: Удаление старой обмотки

Сначала вам нужно отрезать старую обмотку статора. Для этой работы используйте молоток и зубила. Старайтесь не повредить ламели статоров.

Проделайте то же самое с обеих сторон статора.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 9: Удаление старой обмотки

Снимите соединения и распределительную коробку со статора. На следующем этапе вам нужно будет нагреть старые змеевики, при этом распределительный короб должен быть пустым.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 10: Удаление старой обмотки

Нагрейте обмотку пламенной горелкой, чтобы сжечь остатки лака.

Если вы прожгли старый лак, вы сможете вытолкнуть оставшуюся обмотку из зазоров статоров.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 11: Пескоструйная очистка

Пескоструйная обработка — это процесс, при котором песок ударяет по поверхности заготовки с очень высокой скоростью и слегка повреждает ее.

Вы можете легко удалить двигатель старой окраски с помощью пескоструйной обработки. При пескоструйной очистке нужно быть осторожным, чтобы не повредить слишком сильно поверхность, особенно края колпаков.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 12: Покраска двигателя

Цвет должен выдерживать не менее 100 градусов Цельсия.Убедитесь, что вы не раскрашиваете доску для надписей.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 13: Идентификация старой обмотки

Вы можете найти всю информацию о типе старой обмотки в «намоточной головке». Головка намотки — это часть обмотки, в которой выполняются все соединения.

По головке намотки (типу намотки), количеству проводов в каждом зазоре и толщине провода вы можете перемотать обмотку нового двигателя, не выполняя вычислений на следующем шаге.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 14: Расчет параметров новой обмотки

Новая обмотка двигателя зависит от пакета статоров (размеров стального сердечника).Для лучшего представления я сделал 3D модель своего статора.

Необходимо измерить:

• Длина пакета статоров: lp = 87мм;
• Внешний диаметр статора пакета: Dv = 128мм;
• Внутренний диаметр корпуса статоров: D = 75,5 мм;
• Количество зазоров статоров: Z = 24;

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 15: Расчет параметров для новой обмотки

Теперь измерьте размеры паза статора.

• Ширина паза статора: b1 = 6,621 мм; b2 = 8,5мм;
• Высота паза статора: hu = 13,267 мм;
• Открытие паза статора: b0 = 2мм;
• Высота паза «горловина»: a1 = 0,641 мм;
• Ширина зубца: bz = 3,981 мм;

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 16: Расчет параметров для новой обмотки

Если у вас другая форма прорези, посмотрите на верхний рисунок.

Я скопировал эту картинку из книги [Neven Srb; Электромоторы].

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 17: Рассчитайте количество пар полюсов

Количество пар полюсов зависит от номинальных частот и скорости вращения магнитного поля. Вы можете получить скорость вращения магнитного поля, округлив скорость двигателя (2810) до ближайшего значения (3000, 1500, 1000, 750 …).

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 18: Расчет количества пар полюсов

Я подсчитал, что у моего двигателя 2 пары полюсов, и он генерирует магнитное поле, как вы можете видеть на верхнем рисунке.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 19: Расчет шага полюса

Шаг полюса — это расстояние по внутреннему кругу статора, и он отмечает размер каждого полюса.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 20: Расчет поверхности полюса

Поверхность полюса отмечена красным на рисунке 2. Одна полюсная поверхность — это ровно половина поверхности статора, потому что у меня двухполюсный двигатель.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 21: Расчет поверхности полюса

Поскольку железный сердечник статора не сделан из чистого железа, нам необходимо рассчитать реальную длину корпуса.Коэффициент наполнения железом указан в верхней таблице. Это зависит от типа изоляции.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 22: Расчет длины зуба

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 23: Расчет высоты ярма статора

Ярмо статора является частью пакета статоров, который простирается от зуба статора до конец пакета.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 24: Расчет поперечного сечения вилки

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 25: Расчет поперечного сечения зубьев одного полюса

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 26: Расчет прорези Поверхность

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 27: Выбор типа обмотки

Я выбрал тип обмотки на основе технических характеристик своих двигателей.В намоточных книгах очень много разных типов схем намотки. Каждый утоплен для разного количества пар полюсов.

Обмотку по картинке взял из книжки. Моя новая обмотка была трехфазной однослойной концентрической обмоткой.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 28: Расчет количества пазов на полюс и фазу

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 29: Расчет шага полюса (в слотах)

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 30743: Фактор обмотки

Шаг 30743 На верхнем рисунке есть таблица.Вы не можете подобрать коэффициент намотки из таблицы, если у вас однослойная намотка.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 31: Индукция в воздушном зазоре

Выберите соответствующее значение индукции в воздушном зазоре из таблицы. Это зависит от количества пар полюсов. Если двигатель старше, выберите столбец I , в противном случае выберите значение из столбца II .

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 32: Расчет индукции в зубцах статора

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 33: Расчет индукции в ярме статора

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 34: Магнитный поток одной пары полюсов

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 35: Расчет расчетного числа витков в фазе

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 36: Расчет расчетного количества витков в слоте

Добавить TipAsk ВопросЗагрузить

Шаг 37: Определите коэффициент заполнения

Чтобы получить правильный коэффициент заполнения, вам необходимо иметь поверхность вашего гнезда.Тогда вы легко запишите коэффициент заполнения с верхнего графика. Коэффициент заполнения должен находиться между верхней и нижней рекомендованной линией.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 38: Расчет поперечного сечения провода

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 39: Расчет толщины проволоки

В соответствии с результатом вы выбираете провод, который находится в +/- 2% диапазон результата. Выбрал провод 0,8мм.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 40: Схема обмотки

Я переделал схему обмотки из книги, чтобы она соответствовала моему статору.Я рисую новую схему обмотки, которую использовал для намотки двигателя.

На втором рисунке показано магнитное поле, создаваемое обмоткой статора. O и X показывают направление электрического тока. Ток, протекающий внутри изображения, имеет направление магнитного поля по часовой стрелке. Если бы был 4-полюсный двигатель, у нас было бы 4 области вместо 2 областей магнитного поля.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 41: Изоляция пазов статора

Измерьте длину паза и прибавьте около 16 мм (в зависимости от того, как вы будете скручивать бумагу).Вырежьте и скрутите, как я делал на гифках. Положите изолирующую бумагу на стол и поместите на нее линейку так, чтобы получился зазор около 4 мм, когда вы вставляете изолирующую бумагу, а затем скручиваете ее. С помощью отвертки согните его и вставьте в щель. Он должен идеально подходить, чтобы вы не могли его вытащить.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 42: Измерьте длину катушек

Сделайте модель катушки. Поместите модель в правые гнезда, оставив немного свободного места. Вы не должны оставлять слишком много места, потому что обмотка будет слишком узкой, и вы не должны делать ее слишком маленькой, потому что вы не сможете получить доступ ко всем слотам.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 43: Намотка катушек

Поместите модель в специальный инструмент. Бесплатная 3д модель намоточного инструмента доступна в инструкции «Перемотка однофазного двигателя». Убедитесь, что вы наматываете правильное количество оборотов. После того, как вы намотаете катушку, ее нужно перевязать куском проволоки. Затем вы можете взять его из намоточного инструмента.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 44: Вставка катушек в пазы статора

Осторожно поместите катушки в пазы статоров.Это может занять много времени. Будьте осторожны, чтобы не повредить лак для проводов. Поверните катушки так, чтобы их концы проводов выходили сбоку, где находится отверстие от статора к электрическим зажимам. Вы можете использовать деревянную палку, чтобы вставить обмотку в пазы.

Пометьте концы катушек!

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 45: Соединение катушек

Соедините катушки вместе в соответствии со схемой обмотки. Спаяйте и изолируйте их. Конец каждого провода катушки к распределительной коробке и дополнительно изолируйте их.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 46: Свяжите катушки

Свяжите катушки с помощью шнуровочной нити статора. Пришейте нитку для проточки статора вокруг катушек, как вы можете видеть на картинках. Плотная намотка хорошо.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 47: Покрытие двигателя лаком

1. Нагрейте духовку до 100 ° C. Поставил в него мотор.

2. Когда двигатель нагревается, на обмотки двигателя проливается лак, как вы видите на рисунках

3. Переверните двигатель и сделайте то же самое

4.Вы можете повторно использовать старый лак.

5. Поместите мотор в горячую духовку и варите около 4 часов.

6. Выньте мотор и очистите край (чтобы крышка подходила идеально).

НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТО ВНУТРИ ЗДАНИЯ ИЛИ КУХНИ!

Добавьте TipAsk QuestionDownload

Шаг 48: Соберите двигатель

Установите новые подшипники. Смажьте ось ротора. Вы найдете тип подшипника на стороне подшипника. Если вы не можете найти его, вы можете измерить его и найти номер в каталоге в Интернете.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 49: Соберите двигатель

Установите крышку на статор. Следите за отметками, чтобы поставить его в нужное место.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 50: Соберите двигатель

Вставьте ротор в статор и закройте его второй крышкой. Прикрутите мотор вместе.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 51: Соберите двигатель

Подсоедините концы катушек к зажимам, как показано на изображении из анализируемого двигателя.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 52: Соберите двигатель

Установите вентилятор и последнюю крышку на двигатель.Если у вас есть железный вентилятор, нагрейте его.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 53: Измерение

Я взял отремонтированный двигатель в университет для проведения измерений. Мы установили двигатель на специальное испытательное устройство и соединили его с измерительным оборудованием. Мы проверили следующее:

• Сопротивление обмотки
• Испытание электродвигателя в свободном режиме
• Испытание нагруженного электродвигателя
• Испытание оптимального напряжения
• Испытание короткого замыкания
• Характеристика крутящего момента

* PF = Мощность factor

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 54: Заключение

Перемотка этого мотора заняла у меня около недели.Больше всего времени я потратил на расчет новой обмотки. У меня было много проблем с расчетом, но я их решил и получил те же параметры намотки, что и на старом.

У меня тоже было много проблем с намоткой новой обмотки. Сначала я сделал катушки слишком маленькими, и я не мог вставить последние катушки в пазы. Я не мог получить к ним доступ, потому что другая обмотка была слишком маленькой. Затем я решил увеличить размер, но снова обнаружил проблему. На этот раз обмотка была слишком большой, и я не мог закрыть крышку мотора.

Третий раз удачный двигатель перемотки.Поскольку зазор между статором и крышкой был очень маленьким, я решил сделать первые катушки побольше и последние катушки немного поменьше. Вы можете увидеть это при измерении сопротивления, когда сопротивления обмоток не идентичны. Но в следующем измерении мы увидим, что сопротивления не сильно влияют на работу электродвигателей.

Все тесты я провел с двумя разными напряжениями. Мотор был рассчитан на напряжение 380В, но сейчас у нас в ЕС 400В.

В верхней таблице данные от производителя в первой строке.Во второй строке — измерения при 380 В, а в третьей строке — 400 В. Если мы сравним все данные, то увидим, что мотор совсем неплох. Все параметры очень близки друг к другу.

Я взял все электрические уравнения и таблицы ориентации из книги: Neven Srb ELEKTROMOTORI

Надеюсь, вам понравилась моя презентация перемотки трехфазного двигателя. Если у вас есть вопросы, задавайте, и я постараюсь ответить как можно скорее. Спасибо за внимание.

С уважением Niko

Добавить TipAsk QuestionDownload

Будьте первым, кто поделится

Вы сделали этот проект? Поделитесь с нами!

Рекомендации

Что такое электронные приводы двигателей | Конструкция машины

Дэйв Полька
Группа приводов и силовых агрегатов
ABB Inc.
Нью-Берлин, штат Висконсин,

Выбор правильного привода важен для получения максимальной производительности и эффективности от электродвигателя.Моторный привод управляет скоростью, крутящим моментом, направлением и результирующей мощностью двигателя. Приводы постоянного тока обычно управляют двигателем постоянного тока с шунтовой обмоткой, который имеет отдельные цепи якоря и возбуждения. Приводы переменного тока управляют асинхронными двигателями переменного тока и, как их аналоги постоянного тока, регулируют скорость, крутящий момент и мощность.

Например, возьмем простое приложение двигателя с фиксированной скоростью, приводящего в движение вентилятор. Замена трехфазного пускателя двигателя на частотно-регулируемый привод (VFD) позволяет вентилятору работать с регулируемой скоростью.Одним из преимуществ является экономия энергии, поскольку система регулирует воздушный поток, регулируя скорость двигателя, а не с помощью заслонки на выходе воздуха.

Основные сведения о приводе
Привод может управлять двумя основными выходами трехфазного асинхронного двигателя: скоростью и крутящим моментом. Чтобы понять, как привод управляет этими двумя элементами, давайте взглянем на индукционные двигатели. Две основные части двигателя, ротор и статор, работают за счет магнитного взаимодействия. Двигатель содержит пары полюсов — железные компоненты в статоре, намотанные определенным образом для создания магнитного поля с севера на юг.

Когда одна пара полюсов изолирована в двигателе, ротор (вал) вращается с определенной скоростью, базовой скоростью. Количество полюсов и применяемая частота определяют эту скорость. Частота вращения вала V находится из

V = 120 F ⁄ P — S
где F = частота, приложенная к двигателю, P = количество полюсов двигателя и S = скольжение.

Скольжение — это разница между скоростью ротора и вращающимся магнитным полем в статоре.Когда магнитное поле проходит через проводники ротора, ротор принимает собственные магнитные поля. Эти магнитные поля ротора пытаются поймать вращающиеся поля статора. Однако они никогда не делают этого, и эта разница скользкая. Думайте о скольжении как о расстоянии между борзыми и зайцем, которого они гонят по следу. Пока они не догонят зайца, они будут продолжать вращаться вокруг следа. Скольжение — это то, что позволяет двигателю вращаться.

Например, скольжение двигателя NEMA-B составляет от 3 до 5% от базовой скорости, что составляет 1800 об / мин при полной нагрузке.Скорость вала в этом случае будет V = 120 (60) ⁄4 — 54 = 1746 об / мин.

Удобный и экономичный метод регулировки скорости — это изменение частоты, подаваемой на двигатель. Изменение числа полюсов также изменит скорость двигателя, но это физическое изменение потребует перемотки двигателя и приведет к ступенчатому изменению скорости.

Отношение напряжения к частоте (В / Гц) определяет крутящий момент двигателя. Изменение этого отношения изменяет крутящий момент двигателя.Например, асинхронный двигатель, подключенный к источнику 460 В, 60 Гц, имеет коэффициент передачи 7,67. Пока это соотношение остается постоянным, двигатель развивает номинальный крутящий момент. Привод обеспечивает множество различных частотных выходов и, следовательно, множество различных кривых крутящего момента.

Изменение скорости
Давайте теперь посмотрим, как привод обеспечивает выходную частоту и напряжение, необходимые для изменения скорости двигателя. Все приводы с ШИМ содержат входной преобразователь, шину постоянного тока и выходной инвертор, с небольшими различиями в аппаратном и программном обеспечении от одного продукта к другому.В небольших частотно-регулируемых приводах один блок питания может содержать преобразователь и инвертор.

Хотя некоторые приводы принимают однофазную входную мощность, мы сосредоточимся на трехфазном приводе. Но чтобы упростить прилагаемую иллюстрацию, формы сигналов на рисунках приводов показывают только одну фазу входа и выхода.

Входной частью привода является преобразователь. Он содержит шесть диодов, объединенных в электрический мост. Диоды преобразуют мощность переменного тока в мощность постоянного тока. Следующий раздел — шина постоянного тока — видит фиксированное напряжение постоянного тока.

Шина постоянного тока фильтрует и сглаживает форму волны. Диоды фактически реконструируют отрицательные половины формы волны на положительную половину. В устройстве на 460 В среднее напряжение шины постоянного тока составляет от 650 до 680 В, рассчитанное как линейное напряжение, умноженное на 1,414. Катушка индуктивности (L) и конденсатор (C) работают вместе, чтобы отфильтровать любую переменную составляющую сигнала постоянного тока. Чем плавнее форма сигнала постоянного тока, тем чище форма сигнала на выходе привода.

Шина постоянного тока питает инвертор, последнюю секцию привода.Как следует из названия, эта секция преобразует постоянное напряжение обратно в переменное. Но это происходит с выходом переменного напряжения и частоты. Как это происходит, зависит от того, какие устройства питания использует привод.

Переключение с IGBT
Довольно задействованная схема управления координирует переключение силовых устройств, обычно через плату управления, которая определяет включение силовых компонентов в правильной последовательности. Микропроцессор или цифровой сигнальный процессор (DSP) отвечает всем требованиям внутренней логики и решений.

Старые диски были на основе SCR. SCR (первоначально называемый тиристором) содержит элемент управления, называемый затвором. Затвор действует как переключатель включения, который позволяет устройству полностью проводить напряжение, пока полярность не изменится, а затем оно автоматически отключается. Специальная схема, обычно требующая другой монтажной платы и соответствующей проводки, управляет этим переключением.

Технология биполярных транзисторов начала вытеснять SCR в приводах в середине 1970-х годов. В начале 1990-х годов на смену им пришла технология биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT).БТИЗ включают и выключают шину постоянного тока через определенные промежутки времени. При этом инвертор фактически создает переменное переменное напряжение и частоту на выходе.

Выходной сигнал привода не обеспечивает точную копию синусоидальной формы входного переменного тока, как показано на рисунке «Выход ШИМ». Вместо этого он выдает импульсы напряжения постоянной величины. Плата управления привода сигнализирует схемам управления силового устройства, чтобы включить положительную или отрицательную половину формы сигнала силового устройства. Это чередование положительного и отрицательного переключателей воссоздает трехфазный выход.Чем дольше устройство остается включенным, тем выше выходное напряжение. Чем меньше времени включено питание устройства, тем ниже выходное напряжение. И наоборот, чем дольше устройство выключено, тем ниже выходная частота.

Скорость, с которой устройства питания включаются и выключаются, является несущей частотой, также известной как частота переключения. Чем выше частота переключения, тем большее разрешение содержит каждый импульс ШИМ. Типичные частоты переключения составляют от 3000 до 4000 раз в секунду (от 3 до 4 кГц).Старые приводы на базе SCR имеют частоту переключения от 250 до 500 Гц. Очевидно, что чем выше частота переключения, тем более гладкая форма выходного сигнала и выше разрешение. Однако более высокие частоты переключения снижают эффективность привода из-за повышенного нагрева силовых устройств.

Диски различаются по сложности, но каждое новое поколение имеет тенденцию предлагать улучшенную производительность в меньших корпусах. Тенденция аналогична тенденции персональных компьютеров. Однако, в отличие от ПК, надежность и простота использования дисков значительно повысились.Кроме того, в отличие от компьютеров, типичный привод сегодняшнего дня не излучает беспричинные гармоники в систему распределения — и не влияет на коэффициент мощности. Диски все чаще становятся «подключи и работай». По мере того как электронные силовые компоненты становятся меньше и надежнее, стоимость и размер частотно-регулируемых приводов будут продолжать снижаться, а производительность и простота использования будут только улучшаться.

Размер провода и номиналы предохранителей для трехфазных асинхронных двигателей

Двигатели обычно защищены как предохранителями (или автоматическими выключателями), так и катушками нагревателя в магнитном пускателе. Предохранители быстро размыкают цепь в случае сильной перегрузки или короткого замыкания. Катушки нагревателя обеспечивают задержку и размыкают цепь, если средний ток за определенный период времени больше, чем рассчитана схема.

В некоторых случаях может потребоваться использование предохранителей с задержкой срабатывания.Они обеспечивают очень короткую задержку для предотвращения перегорания предохранителя в течение короткого интервала времени, когда двигатель разгоняется до своей нормальной скорости после запуска.

Текущие значения в этой таблице являются приблизительными и основаны на данных, опубликованных несколькими производителями двигателей. Они могут быть немного высокими или низкими для конкретного двигателя. При выборе катушек нагревателя магнитного пускателя лучше руководствоваться номинальным током на паспортной табличке фактического двигателя, который будет использоваться, а не в зависимости от этой или какой-либо другой таблицы.

Сечения проводов и предохранителей указаны только для справки и могут различаться в зависимости от типа изоляции, количества жил в кабеле и других факторов. Для новой конструкции необходимо соблюдать требования NEC (Национальный электротехнический кодекс). Копии кода можно заказать в большинстве книжных магазинов. Могут применяться и другие местные постановления.

Для выбора номинальной силы тока катушек нагревателя для магнитных пускателей двигателей выберите стандартную катушку, наиболее близкую к номиналу, указанному на паспортной табличке двигателя.Если двигатель работает в холодной среде, может быть предпочтительна катушка с более низким номиналом. В горячей среде катушка со следующим большим номинальным током может работать лучше.

Для получения дополнительной информации см. Лист технических данных 11 . См. Также лист технических данных 33 и Технические характеристики 49 , чтобы узнать о влиянии высокого и низкого напряжения на электродвигатели. Более подробную информацию о магнитных пускателях двигателей, включая электрические схемы, можно найти в книге Womack « Электрическое управление мощностью жидкости ».

КОНВЕРСИИ ТЕМПЕРАТУРЫ — ФАРЕНГЕЙТ И ЦЕЛЬСИЙ

Введите в один из столбцов с пометкой «Temp» значение температуры по Фаренгейту или Цельсию, которую вы хотите преобразовать. При преобразовании в градусы Цельсия прочтите эквивалентное значение в столбце слева. При преобразовании в градусы Фаренгейта прочтите эквивалентное значение в столбце справа. Таблица рассчитана по следующей формуле:

° F = [° C × 9/5] + 32
или
° C = 5/9 × [° F — 32]

Введите в один из этих столбцов температуру, которую вы хотите преобразовать.

© 1990, компания Womack Machine Supply Co. Эта компания не несет ответственности за ошибки в данных, а также за безопасную и / или удовлетворительную работу оборудования, разработанного на основе этой информации.

Двигатель 60 Гц, работающий от источника питания 50 Гц или наоборот.

Двигатель 60 Гц будет работать на 20% медленнее от источника питания 50 Гц
Это также приводит к снижению мощности на 20%. По сути, более медленная работа электрической машины обычно означает, что она потребует меньше энергии. Это хорошо, поскольку мощность двигателя также снижается на 20%, а вентилятор охлаждения тоже замедляется. Но решающим фактором здесь является соотношение В / Гц. Подорожает на 20%! Фигово.Это означает, что во время части каждого цикла линии электропередачи магнитная структура двигателя, вероятно, будет перегружена.

Единственный выход здесь — скорректировать В / Гц с помощью легко изменяемого значения переменной — V напряжения. Понизьте напряжение с помощью трансформатора, чтобы скорректировать соотношение В / Гц.

Двигатель 50 Гц будет работать на 20% быстрее от источника питания 60 Гц
Киловатт двигателя переменного тока пропорционален крутящему моменту, умноженному на обороты. Поскольку крутящий момент двигателя не будет существенно меняться с увеличением частоты, теперь он будет выдавать на 20% больше мощности.Двигатель мощностью 10 кВт 50 Гц будет двигателем мощностью 12 кВт с источником питания 60 Гц.

Запуск машины на 20% быстрее, скорее всего, увеличит ее энергопотребление как минимум на 20%! Если во время работы машина циклически ускоряется или замедляется, на нее будут действовать большие механические силы. Если двигатель приводит в движение центробежные нагрузки, их потребность может даже возрасти в квадрате увеличения скорости.

Случай 1: у вас есть мощность 60 Гц для оборудования 50 Гц
Допустим, вы только что приобрели хорошее оборудование.Когда он был подключен, вы поняли, что на его паспортной табличке указано 50 Гц, а у вас есть источник питания 60 Гц.

Оборудование будет работать на 20% быстрее! Это будет проблемой? Если это так, можно ли вернуть скорость к расчетной, изменив размер шкива, чтобы снизить скорость на 20% до прежнего значения?

После того, как эта оценка будет проведена и будут заменены шкивы или сделаны другие модификации, чтобы помочь уменьшить проблемы со скоростью / мощностью, переходите к следующему шагу. Прочтите паспортную табличку, чтобы узнать силу тока полной нагрузки, обычно известную как номинальное значение FLA для двигателя при том напряжении, с которым он будет работать.

Используя токоизмерительные клещи, запустите машину и убедитесь, что сила тока ниже FLA. Если это так, вы можете продолжить работу с оборудованием по своему усмотрению. Убедитесь, что он все еще находится под FLA при полной загрузке. Если это через FLA, вы должны сделать какое-то смягчение нагрузки.

Случай 2: у вас есть мощность 50 Гц для устройства 60 Гц
Вы получаете прибор, и, поскольку вы используете источник питания с частотой 50 Гц, этикетка с частотой 60 Гц вас беспокоит. Как и должно быть!

Опять же, учитывая, что устройство будет работать на 20% медленнее, выполнит ли оно свою работу? В этом случае вы не можете изменить размер шкива, чтобы скорректировать скорость, потому что двигатель только что потерял 20% своей мощности, указанной на паспортной табличке.Если вы замените шкивы, они, скорее всего, будут серьезно перегружены.

Если устройство может работать на 20% медленнее, есть надежда. Даже если он потеряет охлаждение из-за того, что его внутренний вентилятор будет работать медленнее, работа нагрузки будет медленнее и с двигателем, который будет на 20% менее мощным, скорее всего, выровняется.