Ako si vybrať frekvenčný menič pre elektromotor

Odborník rubriky „Otázka elektrikárovi“, autor článkov.

Elektrikár pre opravy a údržbu elektrických zariadení, prax nad 5 rokov.

Zmena rýchlosti a smeru otáčania indukčného motora je problém, ktorý je potrebné vyriešiť v mnohých úlohách. Na tento účel možno použiť frekvenčný menič. Ide o menič výkonu, ku ktorému sú pripojené indukčné motory, v dôsledku zmeny frekvencie výstupného napätia sa mení aj rýchlosť otáčania rotora motora. Správne ovládanie elektrického pohonu zlepšuje efektivitu jeho používania. V tomto článku vám povieme, ako vybrať frekvenčný menič pre elektromotor z hľadiska výkonu, prúdu a ďalších parametrov.

Na aké parametre si dať pozor

Hneď je potrebné poznamenať, že pomocou frekvenčného meniča môžete pripojiť asynchrónny trojfázový motor k jednofázovej sieti bez kondenzátorov a bez straty energie.

Aby sme pochopili, ako vybrať správny frekvenčný menič, pozrime sa na niekoľko základných parametrov:

1. Moc. Vyberú viac ako plný výkon motora, ktorý k nemu bude pripojený. Pre 2,5 kW motor, ak pracuje so zriedkavými nevýznamnými preťaženiami alebo v menovitej hodnote, frekvenčný menič sa vyberie najbližšie nahor z modelového radu, napríklad 3 kW.
2. Počet napájacích fáz a napätie sú jednofázové a trojfázové. Pripája sa jednofázovo na vstupe do 220V a na výstupe dostaneme 3 fázy so sieťovým napätím 220V resp. 380V (pri kúpe uveďte, aké je výstupné napätie, je to dôležité pre správne pripojenie vinutí motor). Tri fázy sú napojené na výkonné trojfázové zariadenia, resp.
3. Typ riadenia - vektorový a skalárny. Frekvenčné meniče so skalárnym riadením neposkytujú presné riadenie v širokom rozsahu limity, pri príliš nízkych alebo príliš vysokých frekvenciách sa môžu meniť parametre motora (poklesy moment). Samotný moment je udržiavaný takzvaným HFC (funkcia U / f = const), kde výstupné napätie závisí od frekvencie. Pre frekvenčné regulátory s vektorovým riadením sa používajú spätnoväzbové slučky, pomocou ktorých sa udržiava stabilita prevádzky v širokom frekvenčnom rozsahu. Taktiež, keď sa zaťaženie motora mení s konštantnou frekvenciou, takéto frekvenčné meniče presnejšie udržujú krútiaci moment na hriadeli, čím sa znižuje jalový výkon motora. V praxi sú frekvenčné meniče so skalárnym riadením bežnejšie napríklad pre čerpadlá, ventilátory, kompresory a iné. Keď však frekvencia stúpne vyššie ako v sieti (50 Hz), krútiaci moment začne klesať, zjednodušene povedané - nie je kde zvyšovať napätie s nárastom otáčok. Modely vektorového riadenia sú drahšie, ich hlavnou úlohou je udržiavať vysoký krútiaci moment na hriadeli bez ohľadu na to od záťaže, čo môže byť užitočné pre sústruh alebo frézku, aby ste udržali stabilné otáčky vreteno.
4. Rozsah regulácie. Tento parameter je dôležitý, keď potrebujete riadiť pohon v širokom rozsahu. Ak napríklad potrebujete upraviť výkon čerpadla, nastavenie sa uskutoční v rozmedzí 10 % nominálnej hodnoty.
5. Funkčné vlastnosti. Napríklad pre riadenie čerpadla bude dobré, ak má frekvenčný menič funkciu monitorovania chodu nasucho.
6. Prevedenie a odolnosť proti vlhkosti. Tento parameter určuje, kde môže byť frekvenčný menič nainštalovaný. Ak chcete urobiť správnu voľbu, rozhodnite sa, kde ho nainštalujete, ak ide o vlhkú miestnosť - napríklad suterén, je lepšie umiestniť zariadenie do štítu s trieda ochrany IP55 alebo blízko k nemu.
7. Spôsob brzdenia hriadeľa. Zotrvačné brzdenie nastáva jednoduchým odpojením napájania od motora. Na prudké zrýchlenie a spomalenie sa používa regeneratívne alebo dynamické brzdenie, v dôsledku spätná rotácia elektromagnetického poľa v statore, alebo rýchly pokles frekvencie pomocou prevodník.
8. Metóda odvádzania tepla. Počas prevádzky vytvárajú polovodičové spínače pomerne veľké množstvo tepla. V tomto ohľade sú inštalované na radiátoroch na chladenie. Výkonné modely využívajú aktívny chladiaci systém (pomocou chladičov), ktorý umožňuje znížiť veľkosť a hmotnosť radiátorov. S tým treba počítať už pred kúpou, kým sa rozhodnete pre ten či onen model. Najprv určte, kde a ako bude inštalácia vykonaná. Ak je inštalovaný v skrini, potom je potrebné vziať do úvahy, že s malým množstvom priestoru okolo zariadenia bude chladenie ťažké.

Pre ponorné čerpadlo sa často vyberajú frekvenčné meniče. Je potrebný na reguláciu výkonu čerpadla a udržiavanie konštantného tlaku, mäkký štart, riadenie chodu nasucho a úsporu energie. Na tento účel existujú špeciálne zariadenia, ktoré sa líšia od frekvenčných meničov na všeobecné použitie.

Ako vypočítať frekvenčný menič pre motor

Existuje niekoľko metód výpočtu na výber frekvenčného meniča. Zvážme ich.

Aktuálny výber:

Prúd frekvenčného meniča musí byť rovnaký alebo väčší ako prúd trojfázového motora odoberaný pri plnom zaťažení.

Povedzme, že existuje asynchrónny motor s charakteristikami:

• P = 7,5 kW;
• U = 3x400 V;
• I = 14,73 A.

To znamená, že trvalý výstupný prúd frekvenčného meniča musí byť rovný alebo väčší ako 14,73A. Výpočet ukazuje, že sa to rovná 9,6 kVA s konštantnou alebo pravouhlou charakteristikou krútiaceho momentu. Model Danfoss VLT Micro Drive FC 51 11 kW / 3ph, ktorý by bolo celkom rozumné zvoliť, tieto požiadavky s malou rezervou spĺňa.

Úplný výber výkonu:

Povedzme, že existuje motor AIR 80A2, na štítku ktorého je uvedené (pre trojuholník):

• P = 1,5 kW;
• U = 220 V;
• I = 6 A.

Vypočítajme S:

S = 3 * 220 * (6 / 1,73) = 2283 W = 2,3 kW

Vyberáme frekvenčný menič s dobrou rezervou, napriek tomu, že ho pripojíme do jednofázovej siete a budeme ním riadiť otáčanie vretena sústruhu. Najbližší model, ktorý tomu vyhovuje: CFM210 3,3 kW.

Treba poznamenať, že zostava väčšiny výrobcov zodpovedá štandardnému rozsahu kapacít indukčné motory, ktoré vám umožnia vybrať si frekvenčný menič s vhodným výkonom (nie presahujúce). Ak používate známy výkonnejší motor a nezaťažujete ho úplne, môžete zmerať skutočnú spotrebu prúdu a na základe týchto údajov vybrať frekvenčný menič. Vo všeobecnosti pri výpočte frekvenčného meniča pre motor zvážte:

1. Maximálna spotreba prúdu.
2. Preťažiteľnosť meniča.
3. Typ zaťaženia.
4. Ako často a ako dlho môže dôjsť k preťaženiu.

Teraz viete, ako si vybrať frekvenčný menič pre elektromotor a čo hľadať pri výbere tohto typu zariadenia. Dúfame, že vám poskytnuté rady pomohli nájsť ten správny model pre vaše vlastné podmienky!

Súvisiace materiály:

• Ako si vybrať tepelné relé pre elektromotor
• Čo je automatické frekvenčné vykladanie
• Meranie frekvencie striedavého prúdu