Зачем частотный преобразователь подключать к электродвигателю?
По своей сути, частотный преобразователь – это коммутирующее устройство или пульт управления асинхронным электродвигателем станка, конвейера, вентилятора или компрессора. Он состоит из входного выпрямителя, фильтрующих конденсаторов и инвертора, который на выходе формирует напряжение с необходимой частотой. Этот прибор выполняет:
- плавный запуск двигателя, нивелируя пусковой ток;
- простое управление скоростью его вращения путем изменения частоты – за счёт этого агрегат плавно разгоняется и останавливается;
- оперативное переключение направления вращения (реверс) вала путем изменения порядка фаз напряжения.
Частотник оптимизирует работу двигателя без перегрева и перегрузок, снижая энергопотребление и продлевая его рабочий ресурс.
Кроме этих функций, модели частотных преобразователей с однофазным подключением позволяют запитывать трехфазный электромотор от сети 230 В.
Как подключить частотный преобразователь?
Частотный преобразователь подключается к однофазной или трехфазной электросети после автоматического выключателя, который защищает линию с электродвигателем от токов короткого замыкания и перегрузок. Для соединения с электросетью и мотором на корпусе изделия присутствуют клеммные выводы. В основном они со следующими значениями:
- для сети 230 В – R или Т (фазный провод L), а также S (нейтральный провод N);
- для сети 400 В – R, T, S (фазные проводники L1, L2, L3), при этом у некоторых трехфазных моделей присутствует дополнительная клемма для обязательного подключения к нейтральному проводнику.
Через клемму заземления (E или PE) частотник напрямую и индивидуально подключается к заземляющему контуру. При этом цепная схема в этом случае не допускается.
Для нагрузки (электродвигателя) предусмотрены выходные клеммы – U, V, W. При подключении важно строго придерживаться наименования фаз. Если подключить неправильно, то мотор будет крутиться только в одну сторону или не запустится. Внутри устройства присутствуют другие клеммные блоки для передачи цифровых / аналоговых сигналов, а также для подключения слаботочного оборудования. Они требуются для:
- выносной панели управления с отдельным переключателем вращения двигателя (упрощает работу агрегата, если кнопками на корпусе частотника неудобно пользоваться);
- кнопки экстренного торможения;
- потенциометра.
Так как при работе преобразователя происходит утечка тока на землю, на линии дополнительно устанавливается УЗО, которое будет защищать линию от превышения токовой утечки. У приборов нет встроенной защиты от импульсных перенапряжений, поэтому также в электросети устанавливается УЗИП.
Подготовка к монтажу
Монтаж частотного преобразователя выполняется с учетом общих правил электромонтажа и рекомендаций производителя, а также при полном отключении электричества на линии. В инструкции обычно указывается схема всех коммутаций. Только правильно соединив все компоненты системы, достигается её корректное функционирование.
Рекомендации по монтажу частотных преобразователей заключаются в выполнении нескольких действий. Перед монтажом важно подготовить все дополнительные устройства защиты и кабельные линии с определённым сечением, которое рассчитано на работу агрегата в соответствии с номинальным током и размерами клемм устройства. Меньшее сечение приведет к перегреву.
Оптимальная установка частотного преобразователя – когда устройство размещается вблизи с электромотором для удобного контроля и управления агрегатом. Поэтому нужно заранее предусмотреть место для инсталляции, чтобы корпус располагался в вертикальном положении клеммами вниз. Также предусматривается место для воздушных зазоров вокруг корпуса изделия для свободной циркуляции воздуха, чтобы он не перегревался.
Так как частотники имеют защиту IP20, потребуется помещение, защищенное от внешних воздействий - пыли и влаги.
Монтаж и настройка
Частотный преобразователь должен быть совместим с электродвигателем по мощности в киловаттах. Например, если мощность двигателя 6 кВт, то для него потребуется частотник на 6-8 кВт. Лучше предусмотреть небольшой мощностной запас. Такие характеристики, как напряжение и ток также должны соответствовать.
Чтобы электродвигатель работал нормально и без снижения мощности, нужно правильно подобрать схему подключения – «звездой» или «треугольником». Её выбор зависит от характеристик оборудования:
- если номинальное напряжение мотора и выходное напряжение частотника одинаковы (400 В и 400 В), то используется «звезда» – концы обмоток соединяются вместе, а начальные выводы к соответствующими клеммам частотника;
- если номинальное напряжение мотора отличается от выходного напряжение частотника (400 В и 230 В), то применяется «треугольник». В этом случае обмотки соединяются так – в U1 с W2, V1 с U2, W1 с V2, а клеммы частотника в соответствующие точки соединения в двигателе.
Нужно выяснить маркировку всех выводов и убедиться в правильности соединения контактов, иначе преобразователь будет уходить в защиту, а двигатель перегреваться.
Если необходима экстренная остановка двигателя, то к частотнику дополнительно подключается тормозной резистор. Он безопасно нивелирует вырабатываемую при торможении электроэнергию.
После проверки совместимости и подключения оборудования выполняется настройка частотного преобразователя для работы с электромотором:
- настраивается максимальная частота, на которую рассчитан агрегат;
- устанавливается время его разгона, чтобы его запуск и торможение выполнялись за оптимальный период (2 или 10 секунд);
- активируется выносная панель управления, если она подключена к устройству. При её включении кнопки на панели прибора будут не активными. Поэтому стоит заранее определить, как легче управлять агрегатом.
Первый запуск электродвигателя через преобразователь рекомендуется выполнять на минимальной частоте. При неправильном вращении потребуется поменять местами две фазы в соединении частотника с электромотором.
Техника безопасности и меры предосторожности
Базовые рекомендации по безопасности монтажа и эксплуатации:
- перед выполнением установки системы важно тщательно изучить все пункты, которая содержит инструкция по монтажу частотного преобразователя;
- при подключении электродвигателя частотный преобразователь обесточивается;
- проверка правильности настройки частотного преобразователя, а также контактов и подключений токоведущих компонентов и их переделка (если требуется), допускается только спустя нескольких минут после отключения оборудования (время требуется для полной разрядки конденсаторов, чтобы ушло остаточное напряжение);
- запрещается подача сетевого напряжения на выходные клеммы U, V, W. Это приведет к поломке устройства;
- для оперативного торможения двигателя не будет лишним подключить кнопку экстренной остановки.