Особенности применения трехфазных приводов в однофазной сети

Перед применением преобразователей Delta внимательно ознакомьтесь с руководствами по эксплуатации. Для обеспечения безопасности людей и оборудования к работе с приводами переменного тока допускается только обученный персонал. Вся приведённая информация и примеры даны только для справки и не охватывают весь модельный ряд.

Большинство типов промышленного оборудования и электродвигателей работает от 3-фазную питающей сети. Для применений в условиях не планируемых, как промышленные или коммерческие, 3-фазные питающие сети не применяются из-за их высокой стоимости. Для использования 3-фазного оборудования в однофазной сети применяются коммутаторы, статические преобразователи напряжения, частотные преобразователи. Благодаря удешевлению приводов переменного тока и повышению их надёжности, наиболее эффективным способом является замена 1-фазного двигателя на 3-фазный и подключение его через частотный преобразователь.

Области применения приводов с однофазным питанием - насосы для перекачки воды, центрифуги, системы ирригации. Такие электроприводы маломощны и не всегда удовлетворяют владельцев. Необходима замена их на 3-фазные приводы. Но при этом возникают некоторые особенности, которые рассматриваются далее. Это связано с применением простых и недорогих 6-типолупериодных выпрямителей в обычных частотно-регулируемых приводах с широтно-импульсной модуляцией. Дополнительной особенностью является то, что напряжение, выпрямленное 6-типолупериодным выпрямителем (на шине DC) имеет пульсации 360Гц при включении в 3-фазную питающую сеть 60Гц (Рис.2), и 120 Гц при включении в 1-фазную сеть (Рис.1). При этом, полный коэффициент гармоник тока при 1-фазном включении составляет 90%, когда при 3-фазном он не превышает 40%, и при одинаковой величине выпрямленного напряжения амплитуда пульсаций напряжения на шине постоянного тока при однофазном включении значительно выше. Таким образом, для предотвращения перенапряжений выпрямителя и DC компонентов при однофазном включении частотного преобразователя необходимо уменьшать номинал двигателя.

Проведено тестирование 3-фазных моделей преобразователей серий VFD-B и VFD-F при включении в 1-фазную сеть, а также проверка соответствия такого применения UL стандартам для однофазных питающих сетей при дефорсированной нагрузке. Используя такое включение, обратите внимание на правильность подключения для предотвращения аварийных ситуаций.

Рис. 1. Питание ПЧ от 1-фазной сети 60Гц

Рис. 2. Питание ПЧ от 3-фазной сети 60Гц

Выбор схемы подключения к сети, мощности привода, входного и выходного токов для приводов переменного тока.

К 1-фазной сети подключаются клеммы R-S (L1-L2) 3-фазного преобразователя частоты.

Так как входной ток обычно в два раза превышает уровень выходного тока проходящего через IGBT, его снижение является основным условием использования привода. Причиной увеличения входного тока является снижение величины коэффициента мощности и преобразование 3-фазного тока в 1-фазный. Снижение коэффициента мощности по сравнению с 3-фазным включением происходит из-за увеличения коэффициента гармоник входного тока.

При использовании DC реактора для 1-фазного включения коэффициент мощности обычно равен 0,7, когда при 3-фазном включении его величина обычно составляет 0,9. Включение привода переменного тока без DC реактора повышает коэффициент гармоник входного тока, поэтому его всегда рекомендуется применять.

Для подбора необходимого частотного преобразователя и DC реактора (дросселя постоянного тока) к имеющемуся двигателю необходимо руководствоваться таблицей. Все преобразователи Delta мощностью более 15кВт имеют встроенный DC реактор. При применении преобразователя необходимо ориентироваться на значения мощности и диапазона тока, приведённые на его шильдике.

Допустимые диапазоны входной частоты и напряжения сети.

Приведённый в таблице диапазон токов привода соответствует однофазному входу и частоте 60Гц. Диапазон напряжения 1-фазной сети 220/440В должен быть -10%...+5%, а 3-фазной -10%...+15%.

При 1-фазном подключении среднее значение напряжения DC шины будет меньше, чем при 3-фазном подключении. При 1-фазном включении необходимо уменьшить допустимые колебания входного напряжения. Таким образом, максимальное выходное напряжение будет несколько меньше входного напряжения. Входное напряжение для 230В моделей не должно быть меньше 228В, а для 460В моделей – меньше 406В, чтобы гарантировать напряжение на двигателе не менее 207В и 415В соответственно. Для улучшения момента при 60Гц на полной нагрузке, необходимо стабильное входное напряжение. Для обеспечения требуемого диапазона мощностей двигателя полезно применить дополнительно трансформатор.

Таблица даёт возможность подобрать преобразователь частоты для двигателей 220В и 440В. По таблице можно проверить данные по входному и выходному току привода, току DC реактора, моделям преобразователей, предохранителям, автоматическим выключателям, сечению проводов. Подключение дополнительного DC реактора - стандартный способ уменьшить пульсации напряжения DC шины и увеличить фактор мощности для всех моделей. Для правильного выбора по таблице частотного преобразователя необходимо иметь информацию о мощности двигателя и его номинальном токе.

Мощность двигателя (220В)	Входные клеммы	Входной ток VFD	Выходной ток VFD	Ток DC- дросселя	Модель VFD	Автомат. выключатель	Сетевые предохр. BUSSMANN	Хар-ки дросселя пост. тока	Сеч. пров.
1,5 кВт	R-S (L1-L2)	22A	8,5А	21,2А	VFD037B23A VFD037F23A	40А	JJN-40	0.83mH 32A	8AWG
2,2 кВт		28A	13А	27А	VFD055B23A VFD055F23A	50А	JJN-50	0.65mH 40A	6AWG
3,7 кВт		37.4A	17А	36А	VFD075B23A VFD075F23A	75А	JJN-75	0.5mH 55A	4AWG
5,5 кВт		55A	25А	53А	VFD110B23A VFD110F23A	100А	JJN-100	0.35mH 80A	4AWG
7,5 кВт		59A	29А	62А	VFD150B23A VFD150F23A VFD185B23A VFD185F23A VFD300B23A VFD300F23A	125А	JJN-125	0.3mH 90A	3AWG
11 кВт		81.5A	40А	74А	VFD220B23A VFD220F23A VFD370B23A VFD370F23A	150А	JJN-150	0.23mH 120A	2AWG

Мощность двигателя (380В)	Входные клеммы	Входной ток VFD	Выходной ток VFD	Ток DC- дросселя	Модель VFD	Автомат. выключатель	Сетевые предохр. BUSSMANN	Хар-ки дросселя пост. тока	Сеч. пров.
0,75 кВт	R-S (L1-L2)	4,7A	2,2А	4,6А	VFD015B43A VFD015F43A VFD022B43A VFD022F43A	10А	JJS-10	7.8mH 6A	14AWG
1,5 кВт		12,3A	4,7А	12А	VFD037B43A VFD037F43A	25А	JJS-25	3mH 18A	10AWG
2,2 кВт		15,4А	7,2А	15А	VFD055B43A VFD055F43A	30А	JJS-30	2.4mH 22A	8AWG
3,7 кВт		21А	10А	20А	VFD075B43A VFD075F43A VFD110F43A	40А	JJS-40	1.7mH 30A	8AWG
5,5 кВт		27,5А	13,3А	26,5А	VFD110B43A VFD150B43A VFD150F43A	60А	JJS-60	1.4mH 40A	6AWG
7,5 кВт		35A	16,5А	33А	VFD185B43A VFD185F43A VFD220B43A VFD220F43A VFD300B43A VFD300F43A	75А	JJS-75	1mH 50A	4AWG
11 кВт		38A	21А	39А	VFD370B43A VFD370F43A	100А	JJS-100	0.9mH 60A	4AWG
15 кВт		47,5А	25А	49А	VFD450B43A VFD450F43A	100А	JJS-100	0.78mH 75A	4AWG
18,5 кВт		57А	30А	58А	VFD550B43A VFD550F43A	125А	JJS-125	0.65mH 85A	3AWG
22 кВт		79,4А	42А	81А	VFD750B43C VFD750F43A	150А	JJS-150	0.46mH 120A	2AWG
30 кВт		105А	52А	110А	VFD900F43C	225А	JJS-225	0.35mH 160A	1AWG
37 кВт		124А	65А	-	VFD1100F43C	250А	JJS-250	-	3/0AWG
45 кВт		181A	95А	-	VFD1320F43A	400А	JJS-400	-	3/0AWG
55 кВт		230A	120А	-	VFD1600F43A	500А	JJS-500	-	3/0AWG
75 кВт		266A	140А	-	VFD1850F43A	500А	JJS-500	-	4/0AWG
90 кВт		310A	161А	-	VFD2200F43A	600А	JJS-600	-	4/0AWG

Частотный преобразователь для электродвигателя с постоянными магнитами

Особенности применения трехфазных приводов переменного тока в однофазной сети

Применение температурного контроллера с аналоговым выходом для управления скоростью частотно-регулируемого привода