Виробництво та постачання промислових і спеціальних електродвигунів та насосів

Двигуни з частотним регулюванням

Електродвигуни з частотним регулюванням

Частотне регулювання асинхронних електроприводів

Принципова можливість регулювання кутової швидкості асинхронного двигуна зміною частоти напруги живлення випливає з формули ω = 2π f 1 (1 – s) /p. При регулюванні частоти також виникає необхідність регулювання амплітуди напруги джерела, випливає з висловлювання U 1 ≈ Е 1 = K Ф f 1. Якщо при постійній напрузі змінювати частоту, то потік буде змінюватися обернено пропорційно частоті. Так, при зменшенні частоти потік зросте, і це призведе до насичення сталі машини і як наслідок до різкого збільшення струму і перевищення температури двигуна; при збільшенні частоти потік зменшуватиметься і як наслідок буде зменшуватися допустимий момент.

Для кращого використання асинхронного двигуна при регулюванні кутової швидкості зміною частоти необхідно регулювати напругу одночасно в функції частоти і навантаження. Це реалізується тільки в замкнутих системах електроприводу з частотним регулюванням. У розімкнутих системах напруга регулюється тільки в функції частоти по деякому закону, залежному від виду навантаження.

Застосування двигунів з регулюванням частоти обертання

Электродвигатели с частотным регулированием частоты вращенияЧастотне регулювання кутової швидкості електроприводів змінного струму з двигунами з короткозамкненим ротором знаходить все більше застосування в різних галузях техніки. Наприклад, в установках текстильної промисловості, де за допомогою одного перетворювача частоти, що живить групу асинхронних двигунів, що знаходяться в однакових умовах, плавно і одночасно регулюються їх кутові швидкості. Прикладом іншої установки з частотним регулюванням асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором служать транспортні рольганги в металургійній промисловості, деякі конвеєри та інші механізми.

Частотне регулювання кутової швидкості асинхронних двигунів широко застосовується в індивідуальних установках, коли потрібне отримання досить високих кутових швидкостей (для приводу електрошпинделя в металорізальних верстатах з частотою обертання до 20000 об/хв).

Економічні вигоди застосування електродвигунів з частотним регулюванням особливо істотні для приводів, що працюють в повторно-короткочасному режимі, де має місце часта зміна напрямку обертання з інтенсивним гальмуванням.

Конструкція електродвигунів з частотним регулюванням

Частотно-регульований привід (частотно-керований привід, ЧУП, Variable Frequency Drive, VFD) – система управління частотою обертання ротора асинхронного (або синхронного) електродвигуна. Складається з власне електродвигуна і частотного перетворювача.

Для здійснення частотного регулювання кутової швидкості застосовуються перетворювачі, на виході яких по необхідному співвідношенню або незалежно змінюється як частота, так і амплітуда напруги. Перетворювачі частоти можна розділити на електромашинні і вентильні. У свою чергу електромашинні перетворювачі частоти можуть бути виконані з проміжною ланкою постійного струму і безпосереднім зв’язком. В останніх використовують колекторних машину змінного струму, на вхід якої подають змінну напругу з постійною частотою і амплітудою, а на виході її отримують напругу з регульованою частотою і амплітудою. Електромашинні перетворювачі з безпосереднім зв’язком практичного застосування не отримали.

Електродвигуни з частотним регулюванням частоти обертання.

Виробництво двигунів з частотним регулюванням обертів.

Частотно-регульований привід конвеєрної лінії

Частотний перетворювач (перетворювач частоти) – цей пристрій складається з випрямляча (моста постійного струму), що перетворює змінний струм промислової частоти в постійний, і інвертора (перетворювача) (іноді з ШІМ). Це перетворює постійний струм в змінний необхідних частоти і амплітуди. Вихідні тиристори (GTO) або транзистори IGBT забезпечують необхідний струм для живлення електродвигуна.

Для виключення перевантаження перетворювача при великій довжині фідера між перетворювачем і фідером ставлять дроселі, а для зменшення електромагнітних перешкод – EMC-фільтр.