Как работает частотный преобразователь с однофазным двигателем. Какие преимущества дает использование ЧРП для однофазных электродвигателей. На что обратить внимание при подключении и настройке частотника для однофазного мотора.
Принцип работы частотного преобразователя с однофазным двигателем
Частотные преобразователи (ЧРП) широко применяются для управления трехфазными электродвигателями. Однако они могут использоваться и с однофазными двигателями, что позволяет получить ряд преимуществ:
- Плавный пуск и торможение двигателя
- Регулирование скорости вращения в широком диапазоне
- Контроль тока и момента на валу
- Защита двигателя от перегрузок
При этом подключение и настройка ЧРП для работы с однофазным двигателем имеет свои особенности. Рассмотрим их подробнее.
Особенности однофазных асинхронных электродвигателей
Однофазные асинхронные двигатели обычно имеют два вывода для подключения питания напряжением 220 или 380 В при частоте 50 Гц. В их конструкции, как правило, используется пусковой или фазосдвигающий конденсатор.
Ключевые отличия от трехфазных двигателей:
- Наличие только двух обмоток вместо трех
- Более низкий КПД при той же мощности
- Необходимость применения конденсатора для создания вращающегося магнитного поля
Эти особенности необходимо учитывать при выборе и настройке частотного преобразователя.
Выбор частотного преобразователя для однофазного двигателя
При выборе ЧРП для работы с однофазным двигателем следует обратить внимание на следующие моменты:
- Наличие возможности работы с однофазной нагрузкой (не все модели ЧРП поддерживают такой режим)
- Соответствие выходных параметров ЧРП характеристикам двигателя по напряжению и току
- Наличие специальных настроек для работы с однофазными двигателями
Важно! Не стоит путать ЧРП с однофазным входом и однофазным выходом. Возможны различные комбинации, например, трехфазный вход и однофазный выход или наоборот.
Схема подключения однофазного двигателя к ЧРП
Подключение однофазного двигателя к частотному преобразователю имеет свои нюансы:
- Двигатель подключается только к двум выходным клеммам ЧРП (обычно U и V)
- Третья выходная клемма ЧРП (W) остается неподключенной
- Конденсатор двигателя остается в схеме
- Необходимо правильно настроить параметры ЧРП для работы с однофазной нагрузкой
При такой схеме подключения важно помнить, что реверс двигателя через настройки ЧРП будет невозможен. Для изменения направления вращения потребуется физическое переключение обмоток двигателя.
Настройка частотного преобразователя для однофазного двигателя
Правильная настройка ЧРП критически важна для эффективной и безопасной работы с однофазным двигателем. Основные моменты, на которые следует обратить внимание:
- Выбор скалярного режима управления (V/f)
- Отключение функции контроля обрыва фазы на выходе
- Ограничение диапазона рабочих частот (обычно не ниже 30 Гц)
- Настройка времени разгона и торможения
- Проведение автоматической адаптации ЧРП к параметрам двигателя
Важно помнить, что однофазный двигатель имеет более низкий КПД по сравнению с трехфазным аналогом. Это необходимо учитывать при выборе мощности ЧРП и настройке вольт-частотной характеристики.
Ограничения при работе ЧРП с однофазным двигателем
При использовании частотного преобразователя с однофазным двигателем следует учитывать некоторые ограничения:
- Повышенный нагрев двигателя на низких частотах (менее 30 Гц) из-за неоптимального сдвига фаз
- Невозможность оперативного реверса через настройки ЧРП
- Ограниченный диапазон регулирования скорости
- Более низкая эффективность по сравнению с трехфазными системами
Эти ограничения необходимо принимать во внимание при проектировании системы электропривода и выборе режимов работы оборудования.
Альтернативные решения для однофазных двигателей
В некоторых случаях вместо использования ЧРП с однофазным двигателем может быть целесообразно рассмотреть альтернативные варианты:
- Переделка однофазного двигателя в трехфазный (если конструкция позволяет)
- Замена однофазного двигателя на трехфазный аналог
- Использование специализированных однофазных инверторных двигателей
- Применение фазорасщепителя для питания трехфазного ЧРП от однофазной сети
Выбор оптимального решения зависит от конкретных условий применения, требований к системе электропривода и экономической целесообразности.
Преимущества и недостатки использования ЧРП с однофазными двигателями
Применение частотных преобразователей для управления однофазными двигателями имеет свои плюсы и минусы:
Преимущества:
- Возможность плавного пуска и регулирования скорости
- Повышение энергоэффективности системы
- Защита двигателя от перегрузок
- Расширение функциональности оборудования
Недостатки:
- Ограниченный выбор совместимых моделей ЧРП
- Сложность настройки и эксплуатации
- Возможные проблемы с перегревом двигателя на низких частотах
- Более высокая стоимость системы по сравнению с прямым пуском
При принятии решения о применении ЧРП для однофазного двигателя необходимо тщательно взвесить все за и против с учетом специфики конкретного применения.
Работа частотника с однофазным двигателем
В силу ряда причин однофазные двигатели получили широкое распространение в быту. Их, как и трехфазные приводы, можно подключать через преобразователи частоты, при этом сохраняются все преимущества такой схемы подключения — плавный разгон и замедление, установка любой скорости вращения, контроль за током и моментом на валу, защита. Однако подключение однофазных двигателей имеет свои особенности, о которых мы и расскажем ниже.
Электродвигатель
В статье пойдет речь об однофазных асинхронных электродвигателях, имеющих два вывода питания и питающее напряжение 220 или 380 В при номинальной частоте 50 Гц. Как правило, такие агрегаты имеют в своей схеме пусковой либо фазосдвигающий конденсатор.
Частотный преобразователь
По способу подключения питания на входные клеммы различают однофазные и трехфазные частотники. При этом однофазные частотные преобразователи питаются фазным напряжением 220 В, трехфазные – линейным 380 В.
Однако на выходе ПЧ обычно вырабатывается трехфазное напряжение со сдвигом фаз 120°, величина которого ограничена напряжением питания на входе.
Однофазный и трехфазный преобразователи SIEMENS Micromaster 420
В контексте однофазных двигателей преобразователи частоты можно условно разделить на три группы:
- Преобразователи, специально предназначенные для однофазных двигателей.
- Преобразователи с опциональной возможностью подключения однофазных двигателей, при этом необходимо использовать соответствующие настройки и схему подключения.
- Преобразователи без возможности подключения однофазного двигателя.
Мы рассмотрим частотники из второй группы.
Обратите внимание! Не стоит путать преобразователи с однофазным питанием по входу с частотниками, имеющими однофазный выход. Возможны комбинации, когда преобразователь с однофазным питанием имеет на выходе 3 фазы с напряжением 220 В, либо когда ПЧ с трехфазным питанием выдает на однофазный двигатель напряжение 220 или 380 В.
Особенности подключения
Как было сказано выше, не каждый частотный преобразователь может работать с однофазным двигателем, поскольку при его подключении третья (неподключенная) фаза фактически будет в обрыве, что вызовет ошибку. Поэтому необходимо внимательно ознакомиться с документацией к ПЧ — производитель должен явно указать, что имеется возможность подключения и работы однофазной нагрузки.
Поскольку однофазный двигатель содержит конденсатор, при изменении рабочей частоты не удастся обеспечить нужный сдвиг фаз, и двигатель на пониженных частотах (менее 30 Гц) будет перегреваться. Это следует учитывать при выборе диапазона рабочих частот и способа охлаждения привода.
При однофазном подключении двигателя оперативный реверс через панель управления или настройки ПЧ невозможен. Поменять направление вращения можно, изменив схему подключения обмоток внутри двигателя.
Настройка преобразователя частоты
При настройке частотника нужно обратить внимание на следующие моменты:
- По возможности ограничить время разгона и торможения с целью уменьшения нагрева ПЧ и двигателя.
- Выбрать скалярный режим частотного управления.
- Отключить контроль обрыва фаз на выходе ПЧ.
- Перед первым пуском обязательно провести автоматическую настройку (адаптацию) согласно инструкции.
Здесь нужно обратить внимание на один важный момент. Однофазный двигатель имеет КПД ниже, чем трехфазный с теми же параметрами. Это следует учитывать при выборе пары ПЧ/двигатель. Для повышения КПД и уменьшения нагрева можно экспериментально выставить точки на вольт-частотном графике. Как вариант, можно отключить пусковой конденсатор, а выводы от пусковой и рабочей обмоток подключить к выходу трехфазного преобразователя. Далее провести настройку, как указано выше.
Переделка однофазного двигателя в трехфазный
Нередко однофазный асинхронный двигатель на деле оказывается трехфазным. Его переделка на одну фазу обычно связана с ограничениями по питанию, которое в некоторых локациях может быть только однофазным.
Перед тем, как подключать однофазный двигатель к ПЧ, можно проверить возможность его работы на трех фазах. Для этого нужно вскрыть борно, определить тип двигателя и его исходную схему. Чаще всего выясняется, что привод имеет трехфазное питание с линейным напряжением 220 В и собран по схеме «Треугольник», при этом для обеспечения его работы от одной фазы применяют фазосдвигающий конденсатор. Следовательно, достаточно исключить из схемы конденсатор и запускать двигатель по обычной трехфазной схеме.
Другие полезные материалы:
5 шагов подключения неизвестного электродвигателя
Преимущества векторного управления электродвигателем
Преобразователь частоты для однофазного двигателя в категории «Электрооборудование»
Войди и получай выгодные условия доставки
поиск в товарах / по продавцам
Инверторы
Преобразователи частоты
Щитовое оборудование
Насосные станции
Системы автоматизированного управления вентиляцией
Автомобильные адаптеры питания
Запчасти и аксессуары для насосов
Электродвигатели переменного тока
Б/у Преобразователь частоты для инвертированных однофазных двигателей Optidrive E2
В наличии
9 000 грн
Купить
Преобразователь частоты для подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть 220 В ZW-CT1 2.
2KW
Готово к отправке
5 724 грн
Купить
Преобразователь частоты для подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть 220 В ZW-CT1 2.2KW Хіт
Готово к отправке
5 688 грн
Купить
Для подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть 220 В ZW-CT1 2.2KW Преобразователь частоты
Готово к отправке
5 772 грн
Купить
Перетворювач частоти для підключення трифазного двигуна в однофазну мережу 220 В ZW-CT1 2.2KW
Готово к отправке
5 464 грн
Купить
Преобразователь частоты NIETZ NZE 0,75 кВт Вх:1-Ф/2200В | Вых:1-Ф/220В (NZE0015) скалярный
Готово к отправке
Цену уточняйте
Преобразователь частоты NIETZ NZE 1,5 кВт Вх:1-Ф/2200В | Вых:1-Ф/220В (NZE0022Т2В) скалярный
Готово к отправке
Цену уточняйте
Преобразователь частоты NIETZ NZE 2,2 кВт Вх:1-Ф/2200В | Вых:1-Ф/220В (NZE0037Т2В) скалярный
Готово к отправке
Цену уточняйте
Частотный преобразователь для насоса SAJ 2.
2кВт 1ф.~220В
В наличии
10 635 грн
Купить
КовельЧастотный преобразователь для насоса 2.2кВт 220В IVR 11S IBO
Под заказ
11 250 грн
Купить
Ковель2
3
Вперед
Показано 1 — 29 товаров из 60+
Смотрите также
Автомобильный dc-dc преобразователь
Преобразователь 5
Преобразователь 1
Преобразователь 2
Частотник 1.5квт
Преобразователь 200
Ас привод
Преобразователь 5в
Автомобильный инвертор преобразователь
Преобразователь 220в
Инвертор для насоса
Преобразователь 200w
Преобразователь частоты 0.75 квт
Частотный преобразователь 220
Usb преобразователь для солнечных панелей
Преобразователь частоты для однофазного двигателя со скидкой
Преобразователь частоты для однофазного двигателя оптом
Популярные категории
Электрооборудование
Компоненты АСУТП
Преобразователи
Преобразователи частоты
Инверторы
Оборудование для электроснабжения
Щитовое оборудование
Промышленное оборудование и станки
Промышленные насосы
Насосные станции
Авто — мото
Автомобильная электроника
Автомобильные адаптеры питания
Насколько вам
удобно на проме?
Можно ли использовать частотно-регулируемый привод (VFD) на однофазном двигателе?
Не рекомендуется использовать один двигатель с частотно-регулируемым приводом.
Хотя это технически возможно, недостатки намного перевешивают любые преимущества, которые вы могли бы ожидать. В большинстве случаев дешевле перейти на 3-фазный двигатель для использования с ЧРП.
Блог по теме: часто задаваемые вопросы о частотно-регулируемом приводе (VFD)
ЧРП позволяют контролировать производительность системы, контролируя скорость двигателей или насосов и регулируя ток по требованию. ЧРП принимает трехфазный вход переменного тока, а затем выдает желаемый переменный или постоянный ток. Это позволяет двигателям эффективно работать при колебаниях нагрузки.
Преимущества ЧРП для системы Управление скоростью двигателя дает множество преимуществ. Во-первых, частотно-регулируемый привод обеспечивает большую эффективность как в отношении использования мощности, так и скорости передачи в насосе или двигателе.
ЧРП определяет нагрузку на систему и подает питание для компенсации. Он также решает такие проблемы, как системные сбои и перегрузки. Это автоматическое интеллектуальное управление может продлить срок службы двигателя, предотвратить отказ системы и повысить производительность.
Однофазные двигатели намотаны иначе, чем трехфазные. Чтобы использовать однофазный двигатель с ЧРП, двигатель должен быть инверторного класса, что означает оплату перемотки существующего двигателя или покупку нового двигателя. Даже если технические характеристики двигателя соблюдены, могут возникнуть проблемы с работой однофазного двигателя. Это чаще всего наблюдается на низких скоростях, когда двигатель вынужден работать на более низких оборотах.
Преимущества модернизации двигателя Модификация однофазного двигателя для работы с ЧРП нерентабельна. Вместо того, чтобы тратить ресурсы на внесение необходимых изменений, обычно лучше перейти на трехфазный двигатель. Трехфазные двигатели не только дешевле, но и меньше по размеру и легче. Модернизация означает более длительный срок службы системы, улучшенный контроль выходной мощности и обеспечит дополнительные преимущества, такие как снижение рабочих температур.
Уже более 30 лет компания Mader Electric обеспечивает установку, обучение и техническое обслуживание насосных систем мощностью до 4000 л.с. Помимо того, что мы являемся ведущей компанией по производству насосов и двигателей в районе Сарасоты, мы также располагаем ультрасовременным учебным центром, чтобы помочь нашим клиентам освоиться, как только установка будет завершена. Чтобы узнать больше о наших услугах в области частотно-регулируемых приводов, свяжитесь с нами сегодня.
Темы: эксперт по двигателям и системам управления, эксперт по двигателям и системам управления, эксперт по двигателям и управлению Сарасота, мотор, насосные двигатели
Подождать? Существуют ли однофазные частотно-регулируемые приводы?
8 декабря 2020 г.
| Уголок инженеров | 67 комментариев
Это правда? Существуют ли на самом деле однофазные выходные инверторы для определенных однофазных двигателей? Я думал, что ЧРП предназначены только для трехфазных двигателей?
Большинство промышленных двигателей, которые мы обычно видим, являются трехфазными, но это не охватывает все однофазные приложения, с которыми мы имеем дело. Решение? Есть однофазные ЧРП! Хотя существует ограниченное количество производителей, предлагающих частотно-регулируемый привод с однофазным выходом, это одно из возможных решений. В точках, где трехфазное питание недоступно или нецелесообразно, правильно установленные однофазные двигатели потенциально могут быть отличным вариантом. Важно отметить, что при использовании однофазного выхода ваш двигатель может перегреваться при полной нагрузке, и, возможно, потребуется снижение номинальных характеристик.
«Несмотря на то, что однофазные двигатели не обладают более высоким КПД, чем их трехфазные собратья, они могут работать всю жизнь при минимальном техническом обслуживании» (Кевин Хайнеке, Leeson Electric).
Как вам с радостью подскажет наша служба технической поддержки, неправильная установка мотора может привести к повторному отказу мотора и простою оборудования, что в долгосрочной перспективе будет стоить вам денег. Вот почему очень важно изначально определить размер двигателя в зависимости от вашего применения. При работе с однофазным приложением следующим шагом является определение того, является ли однофазный входной привод правильным вариантом или предпочтительнее трехфазный привод с завышенной мощностью.
Приводы с однофазным входом обычно имеют ограниченную мощность (выходной ток) и имеют очень специфические параметры совместимости, когда речь идет о сопряжении с различными типами однофазных двигателей.
Вот список двигателей, которые считаются совместимыми/несовместимыми с однофазными приводами:
Совместимость | Несовместимо |
| Постоянный разделительный конденсатор (PSC) | Раздельный футляр |
| Асинхронный двигатель с теневым полюсом | Пусковой конденсатор |
| Синхронный переменный ток | Индукция отталкивания |
| Серия | Универсальная (AC/DC) |
| Любой двигатель с пусковым выключателем (центробежным или релейным) | |
| Любой двигатель с отдельной пусковой обмоткой |
Хотите знать, как устроены эти типы дисков? Подобно дизайну на уровне платы, некоторые приводы доступны в конструкции с открытым корпусом (см.
изображение слева), что означает, что их необходимо размещать в электрическом корпусе. Другие приводы доступны в корпусе NEMA 1 (IP20) или даже в конфигурации NEMA 4X (IP66). Характеристики и производительность зависят от различных производителей.
Выходная мощность в л.с. (л.с.) и амперы относятся к входному напряжению.
Пример: вход 115 В будет выдавать 115 В и может иметь максимальную мощность от ¼ до 1/2 л.с. и ток до 2,4–4,0 ампер.
Доступны модели с более высокой мощностью, если напряжение питания составляет 200–240 В/1 фаза/60 Гц. Некоторые производители ограничивают свои модели до одной л.с., в то время как другие могут доходить до 5 л.с. Мощность и выходной ток (ампер) будут ограничивающими факторами в этом стиле для преобразователя частоты с однофазным входом и однофазным выходом.
Когда вы пытаетесь решить, подходит ли ваше приложение для однофазного варианта, всегда полезно помнить, что почти каждый производитель разработал этот тип ЧРП для определенной рабочей нагрузки.
Ниже приведены некоторые примеры приложений, которые могут включать однофазные двигатели, а также некоторые, которые лучше использовать как трехфазные.
Трехфазные приложения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Возможные однофазные приложения
|
|
|
|
|
Таким образом, технология доступна, но это может быть не единственный вариант.
Для начала важно тщательно проанализировать плюсы и минусы преимуществ покупки однофазного привода. Если вы сомневаетесь, лучше всего рассмотреть 3-фазный частотно-регулируемый привод или фазовый преобразователь и определить привод надлежащего размера для вашего приложения.
Посетите наш блог «Как запустить 3-фазную машину с 1-фазным питанием?», чтобы узнать больше о том, как удобные руководства Fuji Electric упрощают поиск нужного привода.
Остались вопросы о частотно-регулируемых приводах? Ознакомьтесь с разделом ресурсов для таких блогов, как «Основные параметры однофазного частотно-регулируемого привода», «Советы и рекомендации по частотно-регулируемому приводу» и «Каковы преимущества частотно-регулируемого привода?» чтобы убедиться, что ваш опыт работы в Интернете соответствует вашим ожиданиям… и даже больше. Наслаждайтесь программами вознаграждений, специальными скидками через наши информационные бюллетени, а также поддержкой нашей замечательной службы поддержки клиентов и технических специалистов.
