Содержание
Справочные материалы о кондиционерах
Однофазные асинхронные двигатели питаются от обычной сети переменного напряжения 220 В.
Наиболее распространённая конструкция таких двигателей содержит две (или более) обмотки — рабочую и фазосдвигающую. Рабочая питается напрямую, а дополнительная через конденсатор, который сдвигает фазу на 90 градусов, что создаёт вращающееся магнитное поле. Поэтому такие двигатели ещё называют двухфазные или конденсаторные.
Регулировать скорость вращения таких двигателей необходимо, например, для:
- изменения расхода воздуха в системе вентиляции
- регулирования производительности насосов
- изменения скорости движущихся деталей, например в станках, конвеерах
В системах вентиляции это позволяет экономить электроэнергию, снизить уровень акустического шума установки, установить необходимую производительность.
Способы регулирования
Рассматривать механические способы изменения скорости вращения, например редукторы, муфты, шестерёнчатые трансмиссии мы не будем. Также не затронем способ изменения количества полюсов обмоток.
Рассмотрим способы с изменением электрических параметров:
- изменение напряжения питания двигателя
- изменение частоты питающего напряжения
Регулирование напряжением
Регулирование скорости этим способом связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя — разностью между скоростью вращения магнитного поля, создаваемого неподвижным статором двигателя и его движущимся ротором:
S=(n1-n2)/n2
n1 — скорость вращения магнитного поля
n2 — скорость вращения ротора
При этом обязательно выделяется энергия скольжения — из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя.
Данный способ имеет небольшой диапазон регулирования, примерно 2:1, а также может осуществляться только вниз — то есть, снижением питающего напряжения.
При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности.
Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.
На практике для этого применяют различные схемы регуляторов.
Автотрансформаторное регулирование напряжения
Автотрансформатор — это обычный трансформатор, но с одной обмоткой и с отводами от части витков. При этом нет гальванической развязки от сети, но она в данном случае и не нужна, поэтому получается экономия из-за отсутствия вторичной обмотки.
На схеме изображён автотрансформатор T1, переключатель SW1, на который приходят отводы с разным напряжением, и двигатель М1.
Регулировка получается ступенчатой, обычно используют не более 5 ступеней регулирования.
Преимущества данной схемы:
- неискажённая форма выходного напряжения (чистая синусоида)
- хорошая перегрузочная способность трансформатора
Недостатки:
- большая масса и габариты трансформатора (зависят от мощности нагрузочного мотора)
- все недостатки присущие регулировке напряжением
Тиристорный регулятор оборотов двигателя
В данной схеме используются ключи — два тиристора, включённых встречно-параллельно (напряжение переменное, поэтому каждый тиристор пропускает свою полуволну напряжения) или симистор.
Схема управления регулирует момент открытия и закрытия тиристоров относительно фазового перехода через ноль, соответственно «отрезается» кусок вначале или, реже в конце волны напряжения.
Таким образом изменяется среднеквадратичное значение напряжения.
Данная схема довольно широко используется для регулирования активной нагрузки — ламп накаливания и всевозможных нагревательных приборов (так называемые диммеры).
Ещё один способ регулирования — пропуск полупериодов волны напряжения, но при частоте в сети 50 Гц для двигателя это будет заметно — шумы и рывки при работе.
Для управления двигателями регуляторы модифицируют из-за особенностей индуктивной нагрузки:
- устанавливают защитные LRC-цепи для защиты силового ключа (конденсаторы, резисторы, дроссели)
- добавляют на выходе конденсатор для корректировки формы волны напряжения
- ограничивают минимальную мощность регулирования напряжения — для гарантированного старта двигателя
- используют тиристоры с током в несколько раз превышающим ток электромотора
Достоинства тиристорных регуляторов:
- низкая стоимость
- малая масса и размеры
Недостатки:
- можно использовать для двигателей небольшой мощности
- при работе возможен шум, треск, рывки двигателя
- при использовании симисторов на двигатель попадает постоянное напряжение
- все недостатки регулирования напряжением
Стоит отметить, что в большинстве современных кондиционеров среднего и высшего уровня скорость вентилятора регулируется именно таким способом.
Транзисторный регулятор напряжения
Как называет его сам производитель — электронный автотрансформатор или ШИМ-регулятор.
Изменение напряжения осуществляется по принципу ШИМ (широтно-импульсная модуляция), а в выходном каскаде используются транзисторы — полевые или биполярные с изолированным затвором (IGBT).
Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность.
Для двигателя, на частоте в несколько десятков кГц, изменение ширины импульсов равносильно изменению напряжения.
Выходной каскад такой же как и у частотного преобразователя, только для одной фазы — диодный выпрямитель и два транзистора вместо шести, а схема управления изменяет выходное напряжение.
Плюсы электронного автотрансформатора:
- Небольшие габариты и масса прибора
- Невысокая стоимость
- Чистая, неискажённая форма выходного тока
- Отсутствует гул на низких оборотах
- Управление сигналом 0-10 Вольт
Слабые стороны:
- Расстояние от прибора до двигателя не более 5 метров (этот недостаток устраняется при использовании дистанционного регулятора)
- Все недостатки регулировки напряжением
Частотное регулирование
Ещё совсем недавно (10 лет назад) частотных регуляторов скорости двигателей на рынке было ограниченное количество, и стоили они довольно дорого. Причина — не было дешёвых силовых высоковольтных транзисторов и модулей.
Но разработки в области твердотельной электроники позволили вывести на рынок силовые IGBT-модули. Как следствие — массовое появление на рынке инверторных кондиционеров, сварочных инверторов, преобразователей частоты.
На данный момент частотное преобразование — основной способ регулирования мощности, производительности, скорости всех устройств и механизмов приводом в которых является электродвигатель.
Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.
Однофазные двигатели могут управляться:
- специализированными однофазными ПЧ
- трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора
Преобразователи для однофазных двигателей
В настоящее время только один производитель заявляет о серийном выпуске специализированного ПЧ для конденсаторных двигателей — INVERTEK DRIVES.
Это модель Optidrive E2
Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.
При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:
Xc=1/2πfC
f — частота тока
С — ёмкость конденсатора
В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:
Optidrive E2 позволяет управлять двигателем без исключения из схемы конденсатора, то есть без изменения конструкции двигателя — в некоторых моделях это сделать довольно сложно.
Преимущества специализированного частотного преобразователя:
- интеллектуальное управление двигателем
- стабильно устойчивая работа двигателя
- огромные возможности современных ПЧ:
- возможность управлять работой двигателя для поддержания определённых характеристик (давления воды, расхода воздуха, скорости при изменяющейся нагрузке)
- многочисленные защиты (двигателя и самого прибора)
- входы для датчиков (цифровые и аналоговые)
- различные выходы
- коммуникационный интерфейс (для управления, мониторинга)
- предустановленные скорости
- ПИД-регулятор
Минусы использования однофазного ПЧ:
- ограниченное управление частотой
- высокая стоимость
Использование ЧП для трёхфазных двигателей
Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:
Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:
Фазовый сдвиг трёхфазного напряжения -120°, как следствие этого — магнитное поле будет не круговое , а пульсирующее и его уровень будет меньше чем при питании со сдвигом в 90°.
В некоторых конденсаторных двигателях дополнительная обмотка выполняется более тонким проводом и соответственно имеет более высокое сопротивление.
При работе без конденсатора это приведёт к:
- более сильному нагреву обмотки (срок службы сокращается, возможны кз и межвитковые замыкания)
- разному току в обмотках
Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна
Преимущества:
- более низкая стоимость по сравнению со специализированными ПЧ
- огромный выбор по мощности и производителям
- более широкий диапазон регулирования частоты
- все преимущества ПЧ (входы/выходы, интеллектуальные алгоритмы работы, коммуникационные интерфейсы)
Недостатки метода:
- необходимость предварительного подбора ПЧ и двигателя для совместной работы
- пульсирующий и пониженный момент
- повышенный нагрев
- отсутствие гарантии при выходе из строя, т. к. трёхфазные ПЧ не предназначены для работы с однофазными двигателями
Cпособы регулирования скорости асинхронного двигателя
Электрикдома. Главная » Электродвигатели » Cпособы регулирования скорости вращения асинхронного двигателя
Рубрика: ЭлектродвигателиАвтор: Andrey Ku
Содержание
- Частотное регулирование
- Схемы регуляторов оборотов асинхронного двигателя
- Заключение
Асинхронные двигатели переменного тока являются самыми применяемыми электродвигателями абсолютно во всех хозяйственных сферах. В их преимуществах отмечается конструктивная простота и небольшая цена. При этом немаловажное значение имеет регулирование скорости асинхронного двигателя. Существующие способы показаны ниже.
Согласно структурной схеме скоростью электродвигателя можно управлять в двух направлениях, то есть изменением величин:
- скорость электромагнитного поля статора;
- скольжение двигателя.
Первый вариант коррекции, используемый для моделей с короткозамкнутым ротором, осуществляется за счет изменения:
- частоты,
- количества полюсных пар,
- напряжения.
В основе второго варианта, применяемого для модификации с фазным ротором, лежат:
- изменение напряжения питания;
- присоединение элемента сопротивления в цепь ротора;
- использование вентильного каскада;
- применение двойного питания.
Вследствие развития силовой преобразовательной техники на текущий момент в широком масштабе изготовляются всевозможные виды частотников, что определило активное применение частотно-регулируемого привода. Рассмотрим наиболее распространённые методы.
Частотное регулирование
Всего десять лет назад в торговой сети регуляторов частоты вращения скорости ЭД было небольшое количество. Причиной тому служило то, что тогда ещё не производились дешёвые силовые высоковольтные транзисторы и модули.
На сегодня частотное преобразование – самый распространённый способ регулирования скорости двигателей. Трёхфазные преобразователи частоты создаются для управления 3-фазными электродвигателями.
Однофазные же двигатели управляются:
- специальными однофазными преобразователями частоты;
- 3-фазными преобразователями частоты с устранением конденсатора.
Схемы регуляторов оборотов асинхронного двигателя
Для двигателей повседневного предназначения легко можно выполнить необходимые расчеты, и своими руками произвести сборку устройства на полупроводниковой микросхеме. Пример схемы регулятора электродвигателя приведён ниже. Такая схема позволяет добиться контроля параметров приводной системы, затрат на техническое обслуживание, снижения потребления электричества наполовину.
Принципиальная схема регулятора оборотов вращения ЭД для повседневных нужд значительно упрощается, если применить так называемый симистор.
Обороты вращения ЭД регулируются с помощью потенциометра, определяющего фазу входного импульсного сигнала, открывающего симистор. На изображении видно, что в качестве ключей применяются два тиристора, подключённых встречно-параллельно. Тиристорный регулятор оборотов ЭД 220 В достаточно часто применяется для регулирования такой нагрузки, как диммеры, вентиляторы и нагревательная техника. От оборотов вращения асинхронного ЭД зависят технические показатели и эффективность работы двигательного оборудования.
Заключение
На технорынке сегодня предлагаются в большом ассортименте регуляторы и частотные преобразователи для асинхронных электродвигателей переменного тока.
Управление способом варьирования частоты на данный момент – самый оптимальный способ, т. к. он позволяет плавно регулировать скорость асинхронного ЭД в широчайшем диапазоне, без значительных потерь и снижения перегрузочных способностей.
Тем не менее, на основе расчёта, можно самостоятельно собрать простое и эффективное устройство с регулированием оборотов вращения однофазных электродвигателей с помощью тиристоров.
Рейтинг
( Пока оценок нет )
0 асинхронный двигатель регулирование скорости вращения
Andrey Ku/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Управление скоростью для двигателя переменного тока 220 В, 1 фаза, 3 л.с.?
Pcmaker
Зарегистрировано
#1
Я устал ждать Точного Мэтьюза. Мне сказали, что в январе этого года у них будут доступны трехфазные двигатели для моей коленной мельницы PM-835S. Уже середина августа, а мне сказали, что они даже не заказывают эти моторы. Я хотел бы, чтобы они были честны со мной, когда я спрашивал, прежде чем я купил мельницу в декабре 2020 года.
Можно ли управлять скоростью однофазного двигателя на 220 В? Я устал возиться со шкивом и задней шестерней только для того, чтобы изменить скорость. Я знаю, что вы не можете подключить частотно-регулируемый привод к однофазному двигателю, но мой токарный станок PM1127 на 120 В и мой фрезерный станок PM25MV имеют ручки для управления скоростью двигателя.
mksj
Активный пользователь
#2
В основном нет, есть однофазные частотно-регулируемые приводы, они требуют некоторой перемонтажа и устранения конденсаторов и пускового выключателя. Я не слышал ни об одном органе, использующем их, но вы можете попробовать. Подача энергии? Альтернатива заключалась в том, чтобы измерить опоры двигателя и вал, чтобы что-то приспособить. Я сделал это с несколькими другими людьми на их мельницах.
Pcmaker
Зарегистрировано
#3
Я не понимаю, как мой токарный станок PM25MV и мой токарный станок PM1126 имеют регулировку скорости, хотя они однофазные 120 В
mksj
Активный пользователь
#4
В них используются двигатели постоянного тока, входное напряжение не определяет выходное напряжение и тип используемого напряжения или двигателя.
Bi11Hudson
Ремесленник00
#5
Для «асинхронного» двигателя единственным способом изменения скорости является изменение частоты. Много лет назад (1974) я работал на заводе, где керамический смеситель использовал диммер для замедления двигателя. «Пробуксовка» увеличилась, ток стал астрономическим, и
управление скоростью вылетело за пределы окна . Это сработало, вроде как, но стоимость замены двигателей вскоре остановила любые дальнейшие попытки. Однофазный асинхронный двигатель обычно имеет где-то конденсатор. Далее, по мере замедления двигателя, центробежный выключатель замыкает пусковую обмотку, широко раскачивая регулятор скорости (момент).
Для двигателя постоянного тока опознавательный(е) знак(и) – щеткодержатели. В наши дни даже двигатели постоянного тока или «универсальные» двигатели зависят от линейного входа переменного тока. Скорость может варьироваться, широко. Но регулирование скорости зависит от нагрузки и требует сложного электронного блока для обеспечения разумного регулирования.
Если предположить, что два номера машин, которые вы указали, имеют китайское происхождение, я бы сделал ставку на то, что они являются двигателями постоянного тока. Единственное практическое решение для асинхронного двигателя — заменить его двигателем постоянного тока и регуляторами. Промышленная энергетика часто использует 240 вольт переменного тока для питания двигателей постоянного тока на 180 вольт. Есть более простые (дешевле) решения, часто основанные на двигателях беговой дорожки. Но предстоит значительная работа, чтобы сделать эту адаптацию.
Для коммерческого управления двигателем обычно используется контроллер «SCR», который никогда не достигает 100% пропускной способности. См. 240 В против 180 В выше. У них есть полные пакеты, готовые к установке, но ваша чековая книжка готова и хорошо снабжена. Теория моторики — сложная тема, по ней написаны сотни книг. И ни одна книга не охватывает все детали.
Для всех практических целей научитесь жить с заменой ремней и шестерен, пока вы не будете готовы инвестировать (значительную) работу в изучение и покупку деталей для переоборудования.
.
Karl_T
H-M Supporter — поддерживающий элемент
#6
Приобретите трехфазный двигатель, для которого можно сделать адаптер. большой выбор в центре излишков
только одна страница, много больше.
Затем установите частотно-регулируемый привод.
тальваре
Тед А
#7
Согласен с Karl_T. Сначала узнайте размер рамы вашего существующего двигателя и посмотрите, сможете ли вы найти двигатель для прямой замены от другого производителя. Если вы не можете найти прямую замену, вполне вероятно, что вы сможете найти такую, которая очень близка к нужным вам характеристикам. У вас уже есть токарный станок и еще один фрезерный станок, поэтому вы сможете изготовить детали, необходимые для адаптации. Пища для размышлений.
Тед
Bi11Hudson
Ремесленник00
#8
Первоначальная цель ОП заключалась в том, что в ожидании трехфазного двигателя ему было любопытно, почему некоторые «120-вольтовые» устройства имеют переменную скорость, а некоторые нет. Мой ответ был призван более подробно объяснить, почему это так. Он уже намеревается преобразовать в 3 фазы, в конечном итоге , мой комментарий был больше, чтобы указать, что замена ремней и зубчатой передачи не связана с телевизором с дистанционным управлением. Это просто часть работы машины.
.
тальваре
Тед А
#9
Bi11Hudson сказал:
Первоначальная цель ОП заключалась в том, что в ожидании трехфазного двигателя ему было любопытно, почему некоторые устройства «120 В» имеют переменную скорость, а некоторые — нет. Мой ответ был призван более подробно объяснить, почему это так. Он уже намеревается преобразовать в 3 фазы, в конечном итоге , мой комментарий был больше, чтобы указать, что замена ремней и зубчатых передач не связана с дистанционным управлением телевизором. Это просто часть работы машины.
.
Нажмите, чтобы развернуть…
Понятно. Я только что обратился к его разочарованию в ожидании, пока ПМ доставит ему трехфазный двигатель.
Тед
Ken226
Зарегистрировано
#10
ПКмейкер сказал:
Я устал ждать Точного Мэтьюза. Мне сказали, что в январе этого года у них будут доступны трехфазные двигатели для моей коленной мельницы PM-835S. Уже середина августа, а мне сказали, что они даже не заказывают эти моторы. Хотел бы я, чтобы они были честны со мной, когда я спрашивал перед покупкой мельницы в декабре 2020 года.
Есть ли способ контролировать скорость однофазного двигателя на 220 В? Я устал возиться со шкивом и задней шестерней только для того, чтобы изменить скорость. Я знаю, что вы не можете подключить частотно-регулируемый привод к однофазному двигателю, но мой токарный станок PM1127 на 120 В и мой фрезерный станок PM25MV имеют ручки для управления скоростью двигателя.
Нажмите, чтобы развернуть…
Согласно веб-сайту PM, ваш PM835 использует ту же головку и двигатель, что и мой PM935TS.
Я не собирался ждать, пока Precision Mathews поставит моторы на склад, поэтому я использовал фазу Helmke Plus 3, чтобы заменить свой. Однако это не было работой plug-n-play.
Если вы хорошо разбираетесь в сварке TIG и не возражаете против некоторой работы, это выполнимо. тема здесь:
Другая возможность. На ebay есть продавец, у которого есть похожий, если не идентичный, трехфазный двигатель, выставленный на продажу. Я никогда не покупал ни один из этих моторов новыми у PM, поэтому понятия не имею, какова их цена, но эта цена кажется абсурдно высокой по сравнению с 200 долларами, которые я заплатил за свой Helmke.
Последнее редактирование:
AC 220V 50/60Hz Однофазный регулятор скорости двигателя переменного тока Регулятор скорости электродвигателя – купить по низким ценам в интернет-магазине Joom
Веб-сайт не поддерживает ваш браузер. Пожалуйста, обновите браузер или загрузите другой
Выберите язык
Рекомендуют 95%
150 покупок
400w500w
Бесплатная доставка
17 июля — 2 августа
Возврат
Безопасные платежи
Наша служба поддержки говорит по-английски
BusinessTool-duoqiao
4.7/30,000
900 19 +
500+ товаров
Диапазон регулирования скорости регулятора двигателя составляет 90-1400 об/мин и 90-1700 об/мин соответственно при 50/60 Гц.
Контроллер изготовлен из высококачественных электронных компонентов, его работа стабильна и надежна.
Контроль высок, и реализован микроконтроль скорости двигателя.
Эксплуатация продукта проста, что позволяет новичкам быстро изучить и освоить метод работы.
Широко используется в упаковочной, полиграфической, пищевой, электронике, приборостроении, оборудовании, производственной линии швейной промышленности в качестве скоростного привода.
Спецификация:
Модель продукта: US-52-RED
Соответствующая мощность двигателя: 300 Вт; 400 Вт; 500 Вт (опционально)
Рабочий источник питания: AC220V 50/60HZ (диапазон колебаний напряжения 10% Ue)
Использование окружающей среды: -10~+50
Относительная влажность: <90%
Диапазон скоростей: 90-1400 об/мин 50 Гц, 90-1700 об/мин 60 Гц
Список пакетов:
1 * Контроллер скорости двигателя
Реальный цвет изделия может отличаться от фото из-за освещения.
Возможны небольшие отклонения в измерении продукта.
Способ установки и использования:
Контроллер имеет 6 линий, черная линия — это основная линия двигателя, красная и белая — вторичные линии конденсатора, две синие линии — линия обратной связи по скорости, а зеленая линия — линия заземления.
Отключите питание, подключите в соответствии со схемой подключения и убедитесь, что подключение к сети правильное, не изменяйте его произвольно;
Перед использованием установите внешнюю ручку скорости на «0», чтобы избежать переходных высоких токов и повреждения контроллера.
Этот продукт управляется напряжением обратной связи генератора, а линия управления разделена на две линии: «синюю» и «желтую».
Когда регулятор подключен к двигателю и обнаружено, что скорость или скорость не соответствует требованиям, US-52 регулирует потенциометр бокового триммера (регулировка установки скорости).
Чтобы изменить направление работы двигателя, просто переставьте перемычку «CCW» и «CW» на проводке на задней панели контроллера.