Устройство управления однофазным асинхронным двигателем

Основные виды однофазных электроприводов

Кондиционеры воздуха, холодильные компрессоры, электрические вентиляторы, обдувочные агрегаты, водяные, дренажные и фекальные насосы, моечные машины используют в своей конструкции асинхронный трехфазный двигатель.

Все типы частотников преобразуют переменное сетевое напряжение в постоянное напряжение. Служат для формирования однофазного напряжения с регулируемой частотой и заданной амплитудой для управления вращения асинхронных двигателей.

Использование тиристорного регулятора оборотов двигателя. Применяются тиристорные ключи, подключенные встречно-параллельно.

Действие пульсирующего поля на вращающийся ротор

Рассмотрим случай когда ротор, находящийся в пульсирующем магнитном потоке, имеет начальное вращение. Например, мы вручную раскрутили вал однофазного двигателя, одна обмотка которого подключена к сети переменного тока. В этом случае при определенных условиях двигатель будет продолжать развивать вращающий момент, так как скольжение его ротора относительно прямого и обратного магнитного потока будет неодинаковым.

Будем считать, что прямой магнитный поток Фпр, вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Фобр – в противоположном направлении. Так как, частота вращения ротора n2 меньше частоты вращения магнитного потока n1, скольжение ротора относительно потока Фпр будет:

,

  • где sпр – скольжение ротора относительно прямого магнитного потока,
  • n2 – частота вращения ротора, об/мин,
  • s – скольжение асинхронного двигателя

Магнитный поток Фобр вращается встречно ротору, частота вращения ротора n2 относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Фобр

,

  • где sобр – скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Согласно закону электромагнитной индукции прямой Фпр и обратный Фобр магнитные потоки, создаваемые обмоткой статора, наводят в обмотке ротора ЭДС , которые соответственно создают в короткозамкнутом роторе токи I2пр и I2обр. При этом частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно:

,

  • где f2пр – частота тока I2пр наводимого прямым магнитным потоком, Гц

,

  • где f2обр – частота тока I2обр наводимого обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, при вращающемся роторе, электрический ток I2обр, наводимый обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f2обр, намного превышающую частоту f2пр тока ротора I2пр, наведенного прямым полем.

Согласно закону Ампера, в результате взаимодействия электрического тока I2пр с магнитным полем Фпр возникает вращающий момент

,

  • где Mпр – магнитный момент создаваемый прямым магнитным потоком, Н∙м,
  • сM — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I2обр, взаимодействуя с магнитным полем Фобр, создает тормозящий момент Мобр, направленный против вращения ротора, то есть встречно моменту Мпр:

,

  • где Mобр – магнитный момент создаваемый обратным магнитным потоком, Н∙м

Результирующий вращающий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

,

  • где f2пр – частота тока I2пр наводимого прямым магнитным потоком, Гц

Вариант 3. Фазовая регулировка напряжения с помощью тиристорного регулятора

Отсутствие до недавнего времени доступного и качественного преобразователя частоты для однофазных двигателей приводило к поиску других решений, одно из которых – изменение напряжения статора при неизменной его частоте.

На выходе тиристорного регулятора, состоящего из двух, включенных встречно-параллельно тиристоров (рис.4), формируется однофазное напряжение с постоянной частотой и регулируемым среднеквадратичным значением за счет изменения угла (альфа) открывания тиристоров.

Критический момент при таком регулировании будет снижаться пропорционально напряжению, критическое скольжение в останется неизменным.

Проведём оценку метода.
1) Регулирование однозонное – только вниз от основной скорости.
2) Диапазон регулирования в разомкнутом контуре, примерно, 2:1; стабильность скорости удовлетворительная; плавность высокая.
3) Допустимая нагрузка резко снижается с уменьшением скорости.
4) Рассмотренный способ регулирования неэффективен для использования в продолжительном режиме. Даже для самой благоприятной нагрузке – вентиляторной необходимо двух-трехкратное завышение установленной мощности двигателя, интенсивный внешний обдув, так как, допустим, если двигатель вращается 750 об/мин (когда синхронная частота 1500) – скольжение 0,5, и 0,5 мощности идет в нагрузку, а 0,5 – греет ротор (не считая других потерь).
5) Тиристорный регулятор – простое устройство в 3-4 раза более дешевое, чем преобразователь частоты, и именно эта особенность системы регулировки скорости напряжением приводила в ряде случаев к её неоправданному применению.

Все три способа имеют право на существование, только выбор одного из них нужно делать исходя из конкретной прикладной задачи.

Принцип работы

Принцип действия однофазного асинхронного электродвигателя заключается в создании пульсирующего магнитного потока от протекания электрического тока по основной обмотке статора, если рассматривать вариант пуска от вспомогательного витка. Таким образом, подключение однофазного мотора к сети мы рассмотрим на примере одно витка.

Рис. 2. Принцип формирования магнитного потока в статоре

Как видите на рисунке выше, переменный электрический ток, протекая по проводнику, согласно правила буравчика, создает концентрические магнитные потоки. При появлении максимума синусоиды магнитный поток также достигнет своего максимума. Однако в сети однофазного переменного электрического напряжения ток меняет свое направление движения в витке с частотой в 50 Гц. Это означает, что как только кривая пересечет ось абсцисс, ток будет протекать по витку обмотки в противоположном направлении и создаваемый ним магнитный поток получит противоположные полюса и направленность результирующего вектора:

Рис. 3. Формирование потока обратного направления

С физической точки зрения оба потока равнозначны, поэтому их смена с периодичностью 100 раз в секунду даст нулевой результат при сложении. Прямой магнитный поток окажется равным обратному:

Это означает, что если в таком поле окажется ротор электродвигателя, вращаться он не будет. 100 раз в минуту в нем произойдет смена магнитного потока, и короткозамкнутый ротор будет просто гудеть, оставаясь на месте. Однако ситуация в корне измениться, если возникнет импульс к начальному движению. В таком случае появиться скольжение, которое и приведет к постоянному вращению вала:

  • n1 – частота вращения магнитного поля однофазного электродвигателя;
  • n2 – частота вращения ротора асинхронного электродвигателя;
  • S – величина скольжения однофазного индукционного мотора.

При смене магнитного потока направление вращения и поля статора и ротора электродвигателя совпадут, поэтому скольжение получит иное выражение для вычисления:

Попеременное пересечение стержней магнитными потоками разного направления создаст в них ЭДС, которая сгенерирует электрический ток в роторе и ответный магнитный поток. А он, в свою очередь, также вступит во взаимодействие с полем статора однофазного электродвигателя, как показано на рисунке ниже.

Рис. 4. Получение ЭДС в роторе

Как видите, чтобы подключить трехфазный электродвигатель, достаточно подать на него напряжение, но с однофазным такой вариант не сработает.

Читайте также:  Стенки для зала в квартире: мебельные мини-стенки и другие конструкции, видео и фото

Для запуска мотора необходим первичный импульс, который на практике может быть получен посредством:

  • раскрутки вала вручную;
  • кратковременного введения пусковой катушки;
  • расщепления магнитного поля короткозамкнутым контуром.

Из вышеприведенных способов сегодня первый используется только в лабораторных экспериментах, из практического применения он вышел из-за опасности травмирования оператора.


Рис. 2. Принцип формирования магнитного потока в статоре

Устройство однофазного асинхронного двигателя

Интересно! Трехфазный асинхронный двигатель можно использовать для работы в однофазном режиме. Предварительно необходимо провести расчет.

У статора две электрообмотки. Одна из них рабочая, которая является основной. Вторая пусковая и нужна, чтобы осуществлять пуск устройства. Отличие однофазовых моторов — отсутствие момента впуска. Ротор напоминает беличью клетку по структуре.Ток одной фазы производит магнитное поле. Оно состоит из двух полей. Включая устройство, ротор двигателя неподвижен.

Схема подключения обмоток однофазного двигателя

Расчет результирующего момента при неподвижном роторе лежит в основе магнитных полей образующих два вращающихся момента.

Противоположные моменты обозначаются М.

n – частота вращения

  1. Бифилярный пуск

Проверка работоспособности

Как проверить работоспособность двигателя путем визуального осмотра?

Ниже перечислены дефекты, которые сигнализируют о возможных проблемах с двигателем, их причиной могла стать неправильная эксплуатация или перегрузка:

  1. Сломанная опора или монтажные щели.
  2. В середине мотора потемнела краска (указывает на перегревание).
  3. Через щели в корпусе внутрь устройства втянуты сторонние вещества.

Чтобы проверить работоспособность двигателя, следует включить его сначала на 1 минуту, а затем дать поработать около 15 минут.

Если после этого двигатель окажется горячим, то:

  1. Возможно, подшипники загрязнились, зажались или просто износились.
  2. Причина может быть в слишком высокой емкости конденсатора.

Отключите конденсатор, и запустите мотор вручную: если он перестанет нагреваться – необходимо уменьшить конденсаторную емкость.


Как правило, производители предоставляют гарантию от 12 месяцев.

Электромагнитный пускатель

Наиболее часто в станках, установках и машинах применяются три электрические схемы:

схема управления нереверсивным двигателем с использованием одного электромагнитного пускателя и двух кнопок «пуск» и «стоп»,

схема управления реверсивным двигателем с использованием двух пускателей (или одного реверсивного пускателя) и трех кнопок.

схема управления реверсивным двигателем с использованием двух пускателей (или одного реверсивного пускателя) и трех кнопок, в двух из которых используются спаренные контакты.

Разберем принцип работы всех этих схем.

1. Управление асинхронным двигателем с помощью одного магнитного пускателя

Схема показана на рисунке.

В случае исчезновения напряжения по какой-либо причине магнитный пускатель также отключается, т.к. это равносильно нажатию на кнопку «Стоп» и созданию разрыва цепи. Двигатель останавливается и повторный запуск его при наличии напряжения возможен только при нажатии на кнопку SB2 «Пуск». Таким образом, магнитный пускатель обеспечивает т.н. «нулевую защиту». Если бы он в цепи отсутствовал и двигатель управлялся рубильником или пакетным выключателем, то при возврате напряжения двигатель запускался бы автоматически, что несет серьезную опасность для обслуживающего персонала.

Устройство управления однофазным асинхронным двигателем

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Журналы, книги, сборники
▪ Архив статей и поиск
▪ Схемы, сервис-мануалы
▪ Электронные справочники
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Голосования
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать – советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(200000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua

сделано в Украине

Управление однофазным асинхронным двигателем

В устройстве для управления однофазным асинхронным двигателем для пуска и торможения [1] используются электромагнитное реле, пусковой конденсатор типа МБГО-2 или МБГЧ на напряжение не ниже 400 В. Пусковой конденсатор включается и выключается контактами реле, которые со временем подгорают.

Для упрощения управления однофазным асинхронным двигателем (АД) предлагается простая схема (см. рисунок).

В качестве пускового конденсатоpa используется электролитический конденсатор С1, подключенный к пусковой обмотке через диодный мост VD1. VD4. При включении переключателя SA1 в положение “Включено” конденсатор С1 заряжается через пусковую обмотку АД, и двигатель запускается.

После заряда конденсатора С1 ток через пусковую обмотку П прекращается, и конденсатор далее не оказывает влияния на работу АД. При переключении SA1 в положение “Выключено” заряженный конденсатор С1 подключается к рабочей обмотке Р АД. Разряжаясь через обмотку, он создает тормозной момент на валу АД.

Детали. В качестве переключателя SA1 для электродвигателей с пусковым током до 5 А используется тумблер ТВ1-2. Диоды VD1. VD4 – диодный блок КЦ403В или 4 диода КД105В. Конденсатор С1 -электролитический типа К50-6 или любой на напряжение 450 В. Емкость пускового конденсатора С1 определяется из расчета 10 мкФ на 100 Вт мощности АД.

Читайте также:  Чем приклеить пенопласт к бетонному потолку

Устройство наладки не требует.

  1. Коломойцев К.В. Устройство для управления однофазным асинхронным электродвигателем//Электрик.- 2000.- №8.

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Управление однофазным асинхронным двигателем

Принцип работы однофазной асинхронной машины

При однофазном питании асинхронника в нем вместо вращающегося магнитного поля возникает пульсирующее, которое можно разложить на два магнитных поля, которые будут вращаться в разные стороны с одинаковой частотой и амплитудой. При остановленном роторе электродвигателя данные поля создадут моменты одинаковой величины, но различного знака. В итоге результирующий пусковой момент будет равен нулю, что не позволит двигателю запустится. По своим свойствам однофазный электродвигатель похож на трехфазный, который работает при сильном искажении симметрии напряжений:

на рисунке а) показана схема асинхронной однофазной машины, а на б) векторная диаграмма

на рисунке а) показана схема асинхронной однофазной машины, а на б) векторная диаграмма

Устройство для управления однофазными асинхронными двигателями

В статье приводится описание универсально­го устройства, которое обеспечивает пуск и тор­можение однофазного асинхронного конденса­торного двигателя с короткозамкнутым ротором при параллельном включении его вспомогатель­ной обмотки с главной через рабочий конденса­тор (КОАД). Устройство также обеспечивает пуск и торможение однофазного асинхронного двига­теля с короткозамкнутым ротором с пусковой об­моткой, отключаемой по окончании процесса пу­ска двигателя (АОД).

Известны устройства для управления КОАД, описанные в [1, 2]. Наиболее близким по техни­ческой сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является устройство для управления двигателем, приведенное в [1], которое обеспечивает пуск и торможение КОАД. Устройство содержит однополюсный переключа­тель на два положения, с помощью которого под­ключается к сети главная обмотка двигателя и че­рез фазосмещающий конденсатор — вспомога тельная. Последовательная цепочка из диода, резистора и тормозного конденсатора, который шунтирован обмоткой реле, служит для торможе­ния двигателя, замыкающие контакты реле вклю­чены в цепь диода, шунтирующего контакты пе­реключателя в цепи питания КОАД.

Однако такое устройство не обеспечивает уп­равление асинхронным двигателем с пусковой об­моткой, отключаемой по окончании пуска.

Целью предлагаемого технического решения является расширение функциональных возмож­ностей известного устройства.

Данная цель достигается тем, что устройство ля управления КОАД, которое описано в [1], до­полнительно снабжено размыкающими контакта­ми герконового реле и выключателем, размыка­ющие контакты реле включены последовательно с фазосмещающим конденсатором КОАД и шун­тированы цепью выключателя.

Сущность предлагаемого технического реше­ния поясняется рис.1, на котором представлена универсальная схема управления асинхронными однофазными двигателями как с рабочим кон­денсатором — КОАД, так и с пусковой обмоткой, отключаемой по окончании процесса пуска — ОАД (авторское свидетельство автора статьи [3]).

Описание устройства

Устройство содержит переключатель SA1, с помощью которого подключается к сети главная обмотка «Г» электродвигателя, а также пусковая обмотка «П» через фазосдвигающий элемент — конденсатор С1 и размыкающие контакты 1-2 герконового реле К1, параллельно которым включен выключатель SА2. Обмотка К1 реле шунтирована времязадающим конденсатором С2 и подключена к зажимам главной обмотки «Г» электродвигателя через резистор R1 и диод VD1, который катодом соединен с переключателем SA1. Контакты переключателя SA1 в цепи главной обмотки «Г» электродвигателя шунтированы по­следовательной цепочкой из замыкающих кон­тактов 1-3 реле К1 и диода VD2.

При пуске электродвигателя с пусковой обмот­кой «П», отключаемой по окончании пуска (двига­тель ОАД), контакты выключателя SA2 должны быть разомкнуты. При пуске электродвигателя с обмоткой «В» (вспомогательная), не отключаемой по окончании пуска (двигатель КОАД), контакты выключателя SА2 должны быть замкнуты.

Работа устройства

При пуске электродвигателя с пусковой об­моткой (АОД), размыкают выключатель SA2 и включают переключатель SA1 («Пуск»). В этом случае обтекается током главная обмотка «Г» и пусковая «П» через фазосдвигающий конденса­тор С1 и замкнутые контакты 1-2 реле К1. АОД за­пускается. Одновременно протекает ток через последовательную цепочку из диода VD1, резис­тора R1 и конденсатора С2. Конденсатор С2 за­ряжается, и величина тока, протекающего по не­му, уменьшается, а через обмотку реле К1 увели­чивается. При определенном токе обмотки реле К1 оно переключается и замыкает контакты 1-3. В результате, пусковая обмотка «П» с фазосмеща­ющим элементом С1 отключается контактами 1-2 от сети, а последовательная цепочка из диода VD2 и замкнутые контакты 1-3 шунтирует замкну­тые контакты переключателя SA1. Пуск АОД окон­чен. В течение всего последующего времени рабо­ты АОД контакты 1-2 разомкнуты, а контакты 1-3 реле К1 замкнуты.

При отключении АОД от сети переключателем SA1 его обмотки главная «Г» и пусковая «П» со­единяются параллельно переключателем SA1 и обтекаются выпрямленным током сети через ди­од VD2, замкнутые контакты 1-3 реле К1. АОД ин­тенсивно тормозится. По окончании разряда кон­денсатора С2 на обмотку реле К1, последнее размыкает свои контакты 1-3 в цепи диода VD2, отключая обмотки «Г» и «П» АОД от сети.

Одновременно, устройство обеспечивает пуск и торможение двигателей (КОАД) с постоян­но включенными обмотками. В этом случае кон­такты выключателя SA2 должны быть замкнуты. При включении двигателя обтекается током глав­ная обмотка «Г» через переключатель SA1 и вспо­могательная «В» через замкнутые контакты вы­ключателя SA2 и конденсатор С1. В остальном работа схемы при пуске и торможении аналогич­на вышеописанному за исключением того, что обмотка «В» и конденсатор С1 остаются подклю­ченными к сети через замкнутые контакты вы­ключателя SA2 в течение всего времени работы двигателя.

Таким образом, введение в устройство размы­кающих контактов реле и выключателя, измене­ние взаимосвязей между элементами обеспечи­вают пуск и динамическое торможение электро­двигателя. Также уменьшается искрения контак­тов включателя «Пуск» SA1 за счет шунтирующего действия цепочки из диода VD2 и контактов реле 1-3. Устройство пригодно не только для конден­саторных двигателей, но и двигателей с пусковой обмоткой, отключаемой по окончании пуска.

Детали и наладка устройства практически ни­чем не отличаются от указанных в [2].

Литература

  1. Авторское свидетельство №813641 СССР, М. Кл 3 . Н 02 Р 3/24, Н 02 К 17/04. Однофазный асинхронный электродвигатель с устройством для динамического торможения / К.В. Коломойцев (СССР). — №2692759 / 24-07: заяв. 07.12.78; опуб.15.03.81 Бюл. №10.
  2. Коломойцев К.В. Однофазный асинхронный конденсаторный двигатель с устройством для ди­намического торможения // Электрик. — 2011. — №5. — С.48-49.
  3. Авторское свидетельство N2984383 СССР, М. Кл 3 . Н 02 Р 3/24, Н 02 К 17/04. Однофазный асинхронный электродвигатель с устройством для торможения / К.В. Коломойцев (СССР). — №3243286 / 24-07: заяв. 02.02.81.
Читайте также:  Устанавливаем навесы из профнастила своими руками: быстро, надёжно и недорого

Автор: Константин Коломейцев, г. Ивано-Франковск
Источник: Радиоаматор №1/2017

Работа устройства

Применение однофазных моторов


Поэтому, важно своевременно отпустить пусковую кнопку. В результате получается два разнонаправленных потока с отличной от основного поля скоростью вращения. Магнитное поле основной обмотки поддерживает вращение длительное время. Варианты создания сдвига фаз Пусковая катушка может работать постоянно.

Таких схем есть несколько, согласование можно реализовать при помощи конденсаторов. В реальности, подключив электродвигатель, нужно проследить за его работой и нагревом. При выполнении подключения рассматриваемого устройства осуществляются соединения нескольких типов. Однофазные коллекторные двигатели отличаются такими недостатками: Сложность ремонтных работ, невозможность их самостоятельного проведения.

К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель от В , средний контакт соединяем перемычкой с рабочим обратите внимание! Автор: Л. В магнитопроводе однофазных двигателей находится двухфазная обмотка, состоящая из основной и пусковой обмотки. При отсутствии в моторе пускового механизма, то ротор будет стоять на месте.
Подключение однофазного электродвигателя


Расчет значений их емкостей сравнительно прост: у рабочего 0,75 мкФ на 1 кВт мощности, у пускового — в 2,5 раза больше. Строение его немного отличается от обычного асинхронного однофазного двигателя.

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.

  1. Преобразователи, специально предназначенные для однофазных двигателей.
  2. Преобразователи с опциональной возможностью подключения однофазных двигателей, при этом необходимо использовать соответствующие настройки и схему подключения.
  3. Преобразователи без возможности подключения однофазного двигателя.

Частотное регулирование синхронного двигателя

Скорость синхронного двигателя также регулируется по частотному принципу. Из-за синхронного вращения рота с вращением магнитного поля статора, при уменьшении частоты рабочая характеристика машины падает, при увеличении возрастает.

При уменьшении частоты происходит снижение скорости вращения двигателя, одновременно происходит увеличение скольжения. При условии регулирования скорости по линейной частотной зависимости U / (ƒ) = const приложенного напряжения происходит уменьшение максимального момента на 1/3 при меньших скоростях. При частотном регулировании закономерность частотного регулирования напряжения машины напрямую зависит от вида нагрузочной характеристики, приложенной к валу двигателя.

Эффективность применения преобразователей для насосов

Суть работы частотного преобразователя основывается на плавном бесступенчатом регулировании скорости вращения вала двигателя, передающего нагрузку на связанные с ним механизмы. Наиболее часто использую преобразователи для однофазных двигателей, применяемых в насосах и работающих по принципу переменного вращающего момента. Кроме того, современные частотные устройства способны не только выполнять функцию управления, но и ряд других задач, в том числе и защитных, влияющих на эффективность работы насосного оборудования:

  • защищают насосы и электродвигатели от перегрузок;
  • выполняют защиту от перепадов напряжения;
  • предотвращают возможность возникновения коротких замыканий;
  • предотвращают перегрев двигателя насосного устройства;
  • предотвращают возникновение гидроударов в системе;
  • одинаково эффективное управление при использовании нескольких насосов;
  • максимально облегчают эксплуатацию насосных станций, проведение ремонтных операций, исключая существенные потери в водоснабжении.

Спроектированные на профессиональном уровне, использующие множество функций автоматической диагностики и определения параметров, а так же чётко построенный алгоритм работы, использование устройств для частотного регулирования насосами обрело множество выгодных решений, среди которых:

  • Автоматическое включение/отключение насосов и насосных станций по сигналу датчиков давления;
  • Автоподдержание давления при меняющемся расходе рабочего вещества;
  • Защита от включения насоса при отсутствии воды или закрытой задвижке;
  • Даёт возможность перекачивать различные типы жидкостей, в том числе и по температурному значению;
  • Выполняет сглаживание пусковых моментов, защищая от воздействия резких гидропотоков;
  • Способствует снижению энергозатрат на эксплуатацию систем;
  • Снижают потребление электрической энергии при любых допустимых условиях мощностной эксплуатации двигателя;
  • Возможность регулировать работу двигателей и, соответственно насосов на расстоянии, благодаря съёмному пульту управления и прочие.

Спроектированные на профессиональном уровне, использующие множество функций автоматической диагностики и определения параметров, а так же чётко построенный алгоритм работы, использование устройств для частотного регулирования насосами обрело множество выгодных решений, среди которых:

Частотный преобразователь для насоса водоснабжения

Приводами насосных агрегатов служат асинхронные или синхронные электрические двигатели. Главный недостаток электрических машин переменного тока – затруднение регулировки частоты вращения ротора и высокие пусковые токи. От скорости вращения зависят основные характеристики насоса – производительность и напор.

Для регулировки рабочих параметров насосных агрегатов применяются:

  • Задвижки, заслонки и вентили. Запорная арматура позволят изменять давление в сети, подачу жидкости.
  • Каскадное включение и отключение. При этом несколько насосов подключают к сети параллельно, регулировка характеристик достигается изменением количества одновременно работающих агрегатов.
  • Применение двигателей с фазным ротором. При этом рабочие параметры насоса регулируют путем изменения напряжения на обмотках.

Такие способы имеют ряд серьезных недостатков. При применении задвижек существенно увеличивается гидравлическое сопротивление сети и потери напора и давления, также возрастает вероятность гидравлических ударов.

Каскадная работа требует установки резервных насосов, при этом невозможно регулировать напор и расход в диапазоне производительности одного агрегата, а также плавно изменять напор и расход. Такой способ оправдан только в крупных сетях водоподачи теплоснабжения, а также в автономных системах с большим перепадом расхода.

Установка электродвигателя с фазным ротором позволяет изменять скорость вращения рабочего колеса. Это наиболее перспективой способ регулирования рабочих характеристик, однако, двигатели такого типа позволяют изменять скорость вращения в небольшом диапазоне. Кроме того, стоимость таких электрических машин существенно выше двигателей с короткозамкнутым ротором.

Для плавной регулировки производительности насосных агрегатов применяют преобразователи частоты. Принцип действия устройств основан на зависимости скорости вращения ротора от частоты тока и напряжения на обмотках электрической машины.

Регулирование напора и расхода насоса путем изменения частоты на обмотках статора лишен недостатков каскадного регулирования, изменения параметров путем регулировки пропускной способности труб запорно-регулирующей арматурой.

Преобразователи частоты могут применяться в цепях асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором, синхронных машин с обмотками и постоянными магнитами.

Каскадная работа требует установки резервных насосов, при этом невозможно регулировать напор и расход в диапазоне производительности одного агрегата, а также плавно изменять напор и расход. Такой способ оправдан только в крупных сетях водоподачи теплоснабжения, а также в автономных системах с большим перепадом расхода.

Добавить комментарий