Как работи честотния инвертор – регулатор

Честотните инвертори се използват за регулиране на скоростта на трифазни асинхронни двигатели. Te ще Ви позволят да контролирате оборотите на двигателя и да го намалите до желаното ниво.

Честотните инвертори намалят честотата, с което се намалят и оборотите на двигателя.

В България се срещат още и като: 

В тази блог статия ще се опитаме да обясним как работят, къде се използват, как се свързват и какви са основните им предимства.

Как работи честотният инвертор ?

 Честотният регулатор е електронно устройство, което се използва за управление на един или няколко трифазни асинхронни двигатели.

С тях можете да:

1. Осигурите плавен старт на двигателя
2. Смените посоката на въртене
3. Захраните трифазен двигател с монофазно напрежение 
4. Намалите консумацията на електрическа енергия
5. Удължите живота на двигателя 

Регулирането на скоростта на електродвигателя се случва с намаляването или увеличаването на честотата.

Оборотите в минута (rpm) на един двигател може да се изчислят по-следната формула, като Freq (Hz) – е честотата на електрическата мрежа, а P е стойноста: за трифазен ток (P=3) или монофазен ток (P=2) . Съответно с по-голямата честотата се увеличават и оборотите в минута.

При избор на честотен инвертор е желателно той да бъде с поне 20% по-мощен от мощността на двигателя, за който ще го използвате. Например, ако имате трифазен двигател с мощност 1.5 kW е желателно да вземете честотен инвертор с мощност не по-малка от 1.8 kW. В случая най-близкият до този диапазон е 2.2 kW инвертор.

При повечето инвертори намаляването и увеличаването на оборотите се случва посредством вграден потенциометър или със стрелкички (нагоре/надолу) .

Възможността за регулиране на скоростта на двигателя позволява по-голяма ефективност, по-ниски нива на вибрация и намаляване на консумацията на ел. енергия.

Къде се използва ?

Честотните инвертори се използват на места, където механичните редуктори или системите с транзистори не са подходящи или не могат да се използват поради различни причини. 

Те се срещат често в различни отрасли като машинната промишленост, строителството, енергетиката, селското стопанство, водоснабдяването и много други.

Тези устройства се използват за контрол на скоростта на двигатели като: вентилационни системи, лентови шлайфове – гриндери, стругове, фрези, настолни бормашини, машини за преработка на храни, хидравлични системи, системи за водоснабдяване и други.

Принципна схема на честотен инвертор

Това представлява принципна схема на честотен инвертор с трифазен вход и трифазен изход. Където Т3 е токов трансформатор, който измерва тока на входа на честотния инвертор, а Т1 и Т2 измерват тока на изхода.

Ако тока на изхода е различен от тока на входа, ще сработи защита на късо съединение.

В лявата част на схемата се намира шестимпулсен токоизправител, където входящия променлив – AC трифазен ток се преобразува в DC прав ток с помощта на диоди. Те пропускат ток само в едната посока, обозначена със стрелкички на снимката и токът преминава от анода към катода.

Електрически ток ще има само ако напрежението на анода е по-голямо от това на катода.

В средата на схемата се намира DC филтър/буфер с кондензатор и съпротивление. Той е представен само от един кондензатор и резистор на диаграмата, но в действителност има различни кондензатори и резистори, свързани последователно и паралелно. Тъй като кондензаторите не са заредени, импедансът им е много нисък.

И накрая имаме IGBT транзистор, което е последната стъпка от изхода на задвижването: DC към AC преобразувател и нашия PWM изход. В тази последна стъпка ще се преобразува постоянният ток в променлив като изход с модулирана ширина на импулса.

Какви са основните предимства ?

Видове честотни инвертори 

Монофазен честотен инвертор

Монофазния честотен инвертор е с входящо захранване 230V ( Фаза и нула) и изход 3 х 230V за свързване към трифазен асинхронен електродвигател. 

Трифазен честотен инвертор

Трифазния честотен инвертор е с входящо захранване 3 х 230V ( Три фази и нула) и изход 3 х 230V за свързване към трифазен асинхронен електродвигател. 

Има ли честотен инвертор за монофазен двигател ?

Огромна част от честотните инвертори, предлагани на пазара, са предназначени за трифазен двигател. Самото свързаване на монофазните и трифазните двигатели е съвсем различно. 

За да можете да използвате честотен инвертор с монофазен двигател, е нужно самият двигател да е класифициран като клас инверторен. Този тип мотори са подходящи за използване с натоварвания с променлив въртящ момент в широк диапазон на скоростта. 

Дори и при използването на подобен тип двигатели може да имате проблеми, особено при регулирането на ниските обороти.

В повечето случаи е няколко пъти по-евтино да си купите нов трифазен двигател и честотен инвертор за него, отколкото да търсите инвертор за монофазен двигател и монофазен двигател от инверторен клас.

Схема на свързване на честотен инвертор

Ако не сте сигурни в знанията си по електротехника Ви съветваме свързването на честотния инвертор да се извърши от квалифициран специалист. Това е само кратка инструкция:

1. Проверете входящото напрежение и се уверете, че съответства на входното напрежение на вашия честотен инвертор.
2. Изключете главния предпазител и пригответе кабелите за монтаж. 
3. Следвайте схемата за свързване от производителя.
4. При монофазен честотен инвертор – Свържете фазата L и нулата N към входа. От изхода свържете трите проводника към трите изхода на трифазния електродвигател. Осигурете и нула за двигателя.
5. При трифазен честотен инвертор – Свържете трите фази L1, L2, L3 към входа. От изхода свържете трите проводника към трите изхода на трифазния електродвигател. Осигурете и нула за двигателя
6. За да използвате пълните възможности на електродвигателя без загуба на мощност, е желателно да го свържете в схема триъгълник.
7. След като сте свършили с инсталацията и сте проверили всичко, можете да включите захранването.
8. Ще трябва да настроите честотния инвертор според спецификациите на мотора и да тествате системата, за да се уверите, че всичко работи правилно.

Запомнете, че това е само основно ръководство. Винаги свързвайте уреда спрямо документацията на честотния инвертор и двигателя. Ако не се чувствате уверени, е най-добре да потърсите професионалист. Работата с електрически системи може да бъде опасна, ако не сте обучени за това.

Монофазно свързване

Трифазно свързване 

Условия за правилна работа

Задължително условие при използването на честотен регулатор е да го използвате в среда, защитена от прах и фини метални частици. Липсата на това условие води до стопени елементи по платката и често до отказ от гаранционно обслужване. 

Други условия за правилното функциониране на честотния инвертор са:

• Свързване от квалифициран електротехник.
• Да не се поставя на пряка слънчева светлина.
• Да не се поставя в помещения с висока влажност и конденз.
• При наличие дори на минимално количество прах да го поставите в защитна кутия с отвори за въздух и филтри в долната част.
• Желателно е да го почиствате от прах на всеки няколко месеца и да проверите за признаци на ръжда по корпуса.

Заключение

Променливотоковият преобразувател е мощно устройство, което може да бъде използвано за регулиране на скоростта на трифазни електродвигатели. Тези устройства имат множество предимства като по-голяма енергийна ефективност, подобрена производителност и удължен живот на двигателя. 

Ако тази статия беше полезна за вас, Ви молим да я споделите в социалните мрежи. Надяваме се, че успяхме да Ви обясним всичко най-важно за честотните регулатори. Ако имате въпроси, може да ги зададете в полето за коментари под статията. Благодарим Ви и Ви пожелаваме успех във вашите бизнес и производствени проекти!

Прочетете още:

• Съвети за лазерен нивелир. Кой модел да изберем?
• 10-те Най-добри методи за отопление за апартамент или къща
• Как се мери с Лазерна Ролетка: 7 Лесни Стъпки и Съвети