3-фазные электродвигатели | Приводы ACDC

• Дом

• 3-фазные двигатели

Что такое трехфазный двигатель?

Трехфазный двигатель — это асинхронный или асинхронный двигатель. В этих двигателях электрический ток в роторе подается по трем отдельным фазам, что создает крутящий момент за счет электромагнитной индукции от обмотки статора. Асинхронные двигатели доступны в двух типах: двигатель с короткозамкнутым ротором или двигатель с обмоткой.

Компания ACDC поставляет двигатели с короткозамкнутым ротором благодаря их совместимости с инверторами, а также компактным размерам и надежности. Исторически эти типы двигателей использовались в односкоростных приложениях, изменяя количество полюсов, чтобы обеспечить элемент управления или выбора скорости, но теперь, когда ЧРП становятся гораздо более доступными, а их экономия средств становится широко признанной, эти двигатели в настоящее время используются все больше и больше в приложениях с переменной скоростью.

Приблизительно 30-40% всех недавно установленных асинхронных двигателей теперь оснащены частотно-регулируемым приводом для управления скоростью или для обеспечения расширенных функциональных возможностей или экономии энергии.

Двигатель с алюминиевой или чугунной рамой?

Алюминиевые 3-фазные двигатели

Алюминиевые 3-фазные двигатели предлагают отличный компромисс между весом и эффективностью. Они идеально подходят для промышленного использования и в рамах меньшего размера используются чаще, чем чугун. Двигатель с алюминиевой рамой часто весит на 30 % меньше, чем аналогичный двигатель с чугунным корпусом, хотя по размерам он такой же. Мы предлагаем трехфазные алюминиевые двигатели мощностью от 0,75 кВт до 37 кВт до типоразмера 200.

Все наши алюминиевые двигатели имеют герметичные подшипники на весь срок службы. Вентилятор и крышки (кожухи) являются независимыми и могут быть заменены в случае повреждения или даже заменены блоком принудительной вентиляции, если двигатель будет использоваться на низких скоростях в течение длительного времени. различных местах на корпусе двигателя, что позволяет фактически «вращать» двигатель, обеспечивая большую гибкость при монтаже двигателя.Это также изменяет положение клеммной коробки, чтобы ее можно было расположить с любой стороны двигателя, опять же, возможно экономия места или облегчение доступа к клеммам для обслуживания.0011

Алюминиевые двигатели, благодаря природе материала, также обеспечивают лучшую устойчивость к коррозии в местах, где воздух или атмосфера влажные или содержат коррозионно-активные частицы.

Алюминиевые двигатели часто можно найти в следующих приложениях:

• Водоочистные / очистные сооружения
• Системы вентиляции и кондиционирования
• Производство продуктов питания и напитков
• Конвейерные системы
• Охлаждение

Чугунные трехфазные двигатели

Чугунные двигатели идентичны по размеру, но, очевидно, из-за характера материала, из которого они сделаны, они весят значительно больше. Хотя это может быть негативным, у этого материала есть много полезных аспектов; из-за того, что материал более прочный, посадочные места подшипников лучше подходят для больших нагрузок, включая боковые нагрузки, например, при использовании шкивов или ремней, чугун также способствует индуктивности, поэтому двигатели IE3 обычно доступны только с литой конструкцией. железные рамы.

Из-за производственных затрат цены на чугун начинают становиться более конкурентоспособными в среднем диапазоне от 11 кВт и выше.

В нашем ассортименте представлены чугунные двигатели мощностью от 0,75 кВт до 355 кВт.

Сравнение двигателей

Можно ли использовать трехфазные двигатели с инвертором?

Все двигатели в нашем ассортименте совместимы с инверторами и имеют соответствующие характеристики на заводской табличке сбоку двигателя.

Медленная работа в течение длительного времени с инвертором?

Обратите внимание, что если двигатель будет использоваться для работы на низких скоростях с инвертором в течение периодов, превышающих несколько секунд, стандартный вентилятор не будет обеспечивать достаточный поток, и вам потребуется блок принудительной вентиляции, который будет работать от отдельного источника питания. и подайте достаточно воздуха для охлаждения двигателя.

Это связано с тем, что стандартный вентилятор работает от ротора и, следовательно, работает с той же скоростью, что и двигатель в любой момент времени. Если двигатель вращается со скоростью 100 об/мин, но, например, под высокой нагрузкой, вентилятор не будет подавать достаточный поток воздуха через ребра охлаждения для достаточного охлаждения двигателя. Блок принудительной вентиляции заменяет стандартный вентилятор и питается от отдельного источника питания, обеспечивая приток воздуха и охлаждение.

Что определяет скорость моего двигателя?

Базовая скорость двигателя (или максимальная скорость вращения) обычно определяется количеством полюсов. Чем меньше полюсов, тем выше максимальная скорость; наоборот, с большим количеством полюсов скорость уменьшается, но крутящий момент, создаваемый двигателем, увеличивается. В приведенной ниже таблице приведены приблизительные значения базовых скоростей, они различаются из-за различий в эффективности и являются только номинальными значениями.

Если требуемая выходная скорость двигателя не соответствует значениям, указанным в таблице выше, не беспокойтесь. Используя либо инвертор, либо мотор-редуктор, мы можем предложить вам решение практически для любой скорости, которая может вам понадобиться. Добавив коробку передач, вы также значительно увеличите конечный крутящий момент вашего двигателя. См. раздел «Коробка передач» для более подробной информации.

Принудительная вентиляция двигателя переменного тока

Можно ли установить принудительную вентиляцию на стандартный двигатель? Да, большинство производителей двигателей поставят блок вентилятора, который крепится болтами к задней части двигателей. Снимите старый кожух и наденьте новый блок, убедившись, что он надежно закреплен механически.

Зачем нужен охлаждающий вентилятор для двигателя переменного тока? При работе двигателя ниже номинальной скорости крыльчатка не пропускает достаточно воздуха через поверхность двигателя, что приводит к перегреву двигателя. Двигатели переменного тока могут работать на частоте 0 Гц и удерживать крутящий момент, когда это происходит, охлаждение отсутствует, и двигатель перегревается. Если двигатель настроен на бессмысленный вектор или вектор с замкнутым контуром, почти полный крутящий момент доступен вплоть до нулевой скорости.

Помимо трехфазного двигателя переменного тока, могу ли я запустить принудительную вентиляцию от инвертора? Нет, вентилятор не будет работать правильно и снизит скорость при снижении частоты как раз в то время, когда вам нужно охлаждение двигателя. Запустите независимый источник питания вентилятора, убедившись, что он надлежащим образом защищен с помощью теплового устройства, т. е. от перегрузки. Убедитесь, что в случае его остановки перегрузка блокируется сигналом работы инвертора, чтобы предотвратить работу двигателя без охлаждения. Вентиляторы можно выбрать как однофазные, так и трехфазные, двигатели большего размера будут иметь только трехфазный вариант.

На какой скорости можно запустить двигатель без охлаждения? Это может варьироваться в зависимости от производителя и области применения, однако, как правило, составляет менее 35–50 % скорости двигателя, охлаждение значительно ухудшается из-за пониженной скорости вращения крыльчатки. Большинство современных двигателей рассчитаны на инвертор и поставляются с термисторами, установленными в стандартной комплектации, они должны быть установлены в цепь управления или инвертор, чтобы запретить работу, если повышение температуры превышает нормальную рабочую температуру. Как правило, сопротивление термистора составляет около 250 Ом, и его сопротивление увеличивается экспоненциально, когда повышение температуры двигателя приближается к верхнему рабочему пределу изоляции.

Изолированные подшипники

Подшипники электродвигателей могут со временем изнашиваться по ряду причин, но наиболее распространенными причинами, которые могут привести к ухудшению характеристик или выходу из строя электрических компонентов, являются циркулирующие токи и синфазные напряжения. Блуждающие токи часто встречаются во всех двигателях. Двигатели с большей рамой подвержены большему риску и предполагают больший риск повреждения подшипников.

Циркуляционный ток обычно является результатом дисбаланса в двигателе и напряжения, которое он создает между ротором и статором. Циркуляционный ток может фактически проходить через подшипники двигателя, так как это самый простой путь для протекания. Это может привести к тому, что на подшипнике появятся признаки инея или гофрирования.

Синфазное напряжение также может привести к серьезному повреждению подшипников двигателя. Если для привода двигателя используется частотно-регулируемый привод, скорее всего, возникнет синфазное напряжение. К сожалению, вы не можете устранить синфазное напряжение, но вы можете значительно снизить риск повреждения подшипников двигателя. Самый простой способ сделать это — использовать изолированные подшипники. Изолированные подшипники не позволяют блуждающим токам проходить или течь через подшипник, создавая циркулирующие токи.

При использовании двигателя мощностью 100 л.с. (75 кВт) или более почти наверняка следует использовать изолированные подшипники, поскольку обычно очень высок риск того, что ток в цепи и синфазное напряжение повредят подшипники двигателя, что в конечном итоге приведет к повреждению устройства и двигателя. сам. Меньшие рамные двигатели по-прежнему подвержены риску, поскольку они могут страдать от емкостного тока разряда ротора. Изоляция одного или двух подшипников поможет предотвратить это.

Обычно изолированные подшипники используют один на неприводной (неприводной) стороне. Это предотвратит протекание тока вала и предотвратит повреждение подшипника. Даже если ваш двигатель не оснащен изолированными подшипниками, вы все равно можете заменить неизолированные подшипники на изолированные. Мы настоятельно рекомендуем использовать изолированные подшипники, поскольку они обеспечивают дополнительную защиту подшипника и самого двигателя.

Объяснение классификации эффективности двигателей IE

Что такое IE?

IE означает «Международная эффективность» и был введен в качестве международного стандарта IEC (Международной электротехнической комиссией). Знаете ли вы, что около 2/3 промышленного энергопотребления приходится на машины, приводимые в действие электродвигателями? В 2008 году IEC приступила к введению нового стандарта (IEC 60034-30) для глобального регулирования классов эффективности и законодательных требований, основанных на энергоэффективности трехфазных двигателей низкого напряжения. Цель новых классификаций эффективности состояла в том, чтобы создать глобальную стандартизацию правил, чтобы обеспечить возможность международных сравнений и облегчить сертификацию электродвигателей. В настоящее время он имеет три класса с четвертым классом, который будет представлен в качестве будущей разработки: —

*Будущие разработки

Эти стандарты были приняты в качестве европейских и британских стандартов. Эффективность IE4 в настоящее время находится в стадии разработки, и в ближайшем будущем появятся новые новости.

Затраты и экономия энергии

Вопросы, которые многие люди задают о двигателях с более высоким КПД, обычно касаются затрат. Да, чем выше эффективность, тем выше стоимость покупки. Однако затраты на покупку электродвигателя обманчивы. За один год стоимость энергии может в 10 раз превышать стоимость двигателя. Двигатели с более высоким КПД, естественно, будут стоить дороже из-за интенсивных технологий производства и дополнительных затрат на двигатели. Что необходимо принять во внимание, так это стоимость энергосбережения в расчете на часы работы двигателя.

Ниже вы можете увидеть круговую диаграмму, которая демонстрирует стоимость эксплуатации двигателя по сравнению с затратами на покупку.

Эксплуатационные расходы V Стоимость приобретения

Согласно недавним исследованиям, если вы возьмете, например, стандартный двигатель IE2 с 8000 часов работы в год, дополнительные затраты обычно окупятся примерно за 7 месяцев, а для двигателя IE3 около 10 месяцев. Даже при наработке всего 2000 часов в год экономия энергии окупает капитальные затраты примерно за 3 года.

Резюме

Экономия энергии и денег идут рука об руку. Первоначальная стоимость покупки устройства будет больше, учитывая более высокий КПД двигателя, но экономия средств в долгосрочной перспективе очевидна. Экономия энергии важна для планеты, на которой мы живем, экономия денег делает ее еще слаще!

Настройка двигателя для использования в схеме «звезда» или «треугольник»

Если вы используете трехфазный двигатель с инвертором на входе 230 В переменного тока, вам необходимо убедиться, что обмотки двигателя сконфигурированы по схеме «треугольник». Если вам нужна помощь в этом, пожалуйста, используйте видео ниже.

Двигатель в конфигурации «звезда»

Если вам требуется руководство по проверке конфигурации вашего двигателя в данный момент, посмотрите наше полезное руководство по настройке трехфазного двигателя в конфигурации «звезда» здесь:

Двигатель в конфигурации «треугольник»

Если вам нужно руководство по проверке того, как в настоящее время настроен ваш двигатель, тогда, пожалуйста, посмотрите наше полезное руководство по настройке вашего 3-фазного двигателя в Delta здесь:

Зачем покупать 3-фазные двигатели у приводов переменного тока постоянного тока?

Мы пользуемся этими моторами каждый день, так что если у вас есть какие-либо вопросы, просто задавайте! Все мы знаем, что на современном рабочем месте часто нужны вещи как можно быстрее. Вот где мы можем помочь. Мы также можем пригласить инженеров на объект для проведения обследований или для установки и ввода в эксплуатацию двигателей в существующих или новых приложениях. Позвоните в наш отдел продаж сегодня по телефону 01905 887 667 .

Управление трехфазным асинхронным двигателем с помощью частотно-регулируемого привода и ПЛК

— Реклама —

Различные процессы автоматизации в промышленности требуют управления асинхронными двигателями переменного тока с помощью приводов переменного тока. Здесь представлена ​​надежная система включения/выключения, изменения скорости и направления вращения промышленного трехфазного асинхронного двигателя с использованием ЧРП и ПЛК. Мы используем здесь двигатель переменного тока Delta для его работы.

Простая панель управления подключается с помощью ПЛК Allen Bradley для демонстрации. Также может быть разработана расширенная SCADA Intouch Wonderware.

Электродвигатель представляет собой электромеханическое устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. В случае работы от трехфазного переменного тока наиболее широко используемым двигателем является трехфазный асинхронный двигатель, поскольку этот тип двигателя не требует какого-либо пускового устройства, поскольку он является самозапускающимся двигателем.

Рис. 1: Схема всей системыРис. 2: Блок-схема диска

Какие диски бывают

— Реклама —

Часто в промышленности возникает необходимость управления скоростью трехфазного асинхронного двигателя. Приводы переменного тока Delta способны эффективно управлять скоростью двигателя, улучшать автоматизацию машин и экономить энергию. Каждый привод серии частотно-регулируемых приводов (VFD) предназначен для удовлетворения конкретных потребностей применения.

Приводы переменного тока точно контролируют крутящий момент, плавно справляются с повышенной нагрузкой и обеспечивают множество настраиваемых режимов управления и настройки. ЧРП можно использовать для изменения скорости, направления и других параметров трехфазного двигателя. Мы используем 2-проводной метод для управления скоростью и направлением двигателя.

Работа частотно-регулируемого привода

Первая ступень частотно-регулируемого привода представляет собой преобразователь, состоящий из шести диодов, которые аналогичны обратным клапанам, используемым в водопроводных системах. Они позволяют току течь только в одном направлении; направление, указанное стрелкой на символе диода. Например, всякий раз, когда напряжение фазы A (напряжение аналогично давлению в водопроводных системах) более положительное, чем напряжение фазы B или C, этот диод открывается и пропускает ток.

Когда фаза B становится более положительной, чем фаза A, диод фазы B открывается, а диод фазы A закрывается. То же самое верно для трех диодов на отрицательной стороне шины. Таким образом, мы получаем шесть импульсов тока при открытии и закрытии каждого диода. Это называется 6-импульсным частотно-регулируемым приводом, который является стандартной конфигурацией для современных частотно-регулируемых приводов.

Мы можем избавиться от пульсаций переменного тока на шине постоянного тока, добавив конденсатор. Конденсатор работает аналогично резервуару или аккумулятору в водопроводной системе. Он поглощает пульсации переменного тока и выдает плавное постоянное напряжение.

Диодный мостовой преобразователь, который преобразует переменный ток в постоянный, иногда называют просто преобразователем. Преобразователь, который преобразует постоянный ток обратно в переменный, также является преобразователем, но, чтобы отличить его от диодного преобразователя, его обычно называют инвертором. В отрасли стало обычным называть любой преобразователь постоянного тока в переменный инвертором.

Когда мы замыкаем один из верхних переключателей инвертора, эта фаза двигателя подключается к положительной шине постоянного тока, и напряжение на этой фазе становится положительным. Когда мы замыкаем один из нижних переключателей в преобразователе, эта фаза подключается к отрицательной шине постоянного тока и становится отрицательной. Таким образом, мы можем сделать любую фазу на двигателе положительной или отрицательной по желанию и, таким образом, можем генерировать любую частоту, которую захотим. Таким образом, мы можем сделать любую фазу положительной, отрицательной или нулевой.

Рис. 3: Модель схемы частотно-регулируемого приводаРис. 4: Формы сигналов при различных рабочих частотах и ​​средних напряжениях

Обратите внимание, что выходной сигнал частотно-регулируемого привода имеет прямоугольную форму. ЧРП не производят синусоидальный выходной сигнал. Эта прямоугольная форма волны не подходит для распределительной системы общего назначения, но вполне подходит для двигателя.

Если мы хотим снизить частоту двигателя, мы просто медленнее переключаем выходные транзисторы инвертора. Но если мы уменьшаем частоту, мы также должны уменьшать напряжение, чтобы сохранить отношение В/Гц. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) делает это.

Представьте себе, что мы можем контролировать давление в водопроводе, включая и выключая клапан на высокой скорости. Хотя это было бы непрактично для сантехнических систем, это очень хорошо работает для частотно-регулируемых приводов.

Обратите внимание, что в течение первого полупериода напряжение включено в половине случаев и выключено в остальное время. Таким образом, среднее напряжение составляет половину от 480В, то есть 240В. Импульсируя выход, мы можем добиться любого среднего напряжения на выходе ЧРП.

Выбор Delta VFD-M в качестве привода переменного тока

Рис. 5: Delta VFD-M

Delta VFD-M — векторный микропривод переменного тока без датчиков. Его компактная конструкция идеально подходит для малой и средней мощности. Привод M предназначен для обеспечения сверхмалошумной работы и включает в себя несколько инновационных технологий, уменьшающих помехи.

Этот привод может иметь множество применений, таких как упаковочная машина, машина для производства клецок, беговая дорожка, вентилятор с контролем температуры/влажности для сельского хозяйства и аквакультуры, миксер для пищевой промышленности, шлифовальный станок, сверлильный станок, малогабаритный гидравлический токарный станок, элеватор, оборудование для нанесения покрытий. , малогабаритный фрезерный станок, робот-манипулятор литьевой машины (зажим), деревообрабатывающий станок (двухсторонний деревообрабатывающий станок), кромкогибочный станок, эластификатор и т.д.

Рис. 6: Схема подключения для VFD-MРис. 7: Управление цифровой клавиатурой на Delta VFD-M

Шаги для полного управления двигателем

1. Проверить соединения L1, L2, L3; T1, T2, T3 (используются для подачи 3-фазного входа на VFD и подключения к нему двигателя) и провода, выходящие из M0, M1 и GND.
2. Включите трехфазное питание.
3. Для программирования VFD-M:
   (i) Нажмите Mode
   (ii) На F60.0 нажмите Enter
   (iii) Нажмите Mode
   (iv) Выберите соответствующий параметр, используя клавиши Up/Down на клавиатуре.
   (v) Например, для Pr0 выберите P 00.
   (vi) В соответствии с инструкцией установите параметры для требуемого режима работы
   (vii) Нажмите EnterEnd

Примечание: В любой момент нажмите Mode, чтобы перейти к предыдущему шагу.

Для двигателя, работающего от внешнего управления, у нас есть три режима работы; два 2-проводных метода и один 3-проводной метод. Помимо этого, существует метод по умолчанию, которым можно управлять с цифровой клавиатуры.

Сначала выполните пробный запуск, чтобы проверить все соединения.

Пробный запуск ЧРП

Заводская установка источника управления с цифровой клавиатуры (Pr.01=00). Вы можете выполнить пробный запуск, используя цифровую клавиатуру, выполнив следующие действия:

1. После подачи питания убедитесь, что на дисплее отображается F60. 0Hz. Когда привод переменного тока находится в режиме ожидания, загораются светодиоды STOP и FWD.
2. Нажмите клавишу вниз, чтобы установить частоту на 5 Гц.
3. Нажмите кнопку запуска. Светодиод RUN и светодиод FWD загорятся, указывая на то, что рабочая команда запущена в прямом направлении. И если вы хотите перейти на обратный ход, вы должны нажать клавишу вниз. А если вы хотите замедлиться до остановки, нажмите кнопку стоп/сброс.

Программирование VFD-M

Имеется два контакта, M0 и M1. Всякий раз, когда M0 замыкается, ЧРП переходит в рабочий режим. Если он открыт, двигатель не вращается. M1 определяет направление вращения. Если M1 открыт, он вращается в прямом направлении; если закрыто, в обратном направлении.
Параметры для вышеуказанного режима:

Параметр 00 установлен на 01 (для управления основной частотой с помощью потенциометра)
Параметр 01 установлен на 01 (внешнее управление через M0, M1)
Параметр 38 установлен на 01 ( M0, M1 устанавливаются как пуск/стоп и вперед/назад)

Установите параметр 00 на 00 для управления основной частотой с помощью цифровой клавиатуры и на 01 для управления с помощью потенциометра, подключенного, как показано на схеме подключения первого контакта.

Параметр 38 должен быть установлен на 01, как показано на диаграмме выше.

После того, как все эти параметры установлены, выполните шаги по эксплуатации двухпроводного режима для запуска двигателя.

Рис. 8: Двухпроводное управление: Только параметр 38 может быть установлен на «1»

Рис. 9: Лестничная диаграмма для управления

Использование ПЛК

Рис. 10: Плата управления для управления двигателем

Программируемые логические контроллеры (ПЛК) очень эффективно поддерживают цифровой ввод/вывод. Таким образом, ПЛК также можно использовать для управления работой частотно-регулируемого привода и, следовательно, для управления подключенным трехфазным асинхронным двигателем.

Рис. 11: Подключение ПЛК Allen Bradley

ПЛК Allen Bradley MicroLogix 1000 подключается к Delta VFD-M и программируется с использованием релейной логики с использованием RS Logix.

Мы подключили M0 и M1 к O2 и O3 (выходам) ПЛК и управляли O2 и O3 с помощью лестничной логики. На рис. 4 показана логика, определенная для режима 01, то есть Pr.38 = 01. O:0.0/2 подключен к M0.

Рис. 12: Изменение скорости асинхронного двигателя с помощью потенциометра

При установке I:0.0/2 двигатель переходит в рабочий режим. Теперь, даже если I:0.0/2 выключен, O:0.0/2 остается включенным благодаря определенной логике. Его можно остановить только повторным нажатием I:0.0/2.

I:0.0/3 управляет O:0.0/5, который, в свою очередь, подключен к M1, который определяет направление вращения двигателя.

Рис. 13: Трехфазный асинхронный двигатель

0:0.0/3 — это светодиод, который загорается, когда двигатель находится в рабочем режиме.

0:0.0/5 — это светодиод, который загорается, когда двигатель работает в прямом направлении, и гаснет при обратном вращении.

Любите читать эту статью? Вам также может понравиться Создание системы управления ПК с использованием Wonderware InTouch SCADA и ПЛК Allen Bradley

Джоби Энтони — магистр компьютерных технологий из США, в настоящее время работает инженером F в Межуниверситетском ядерном ускорительном центре (IUAC).