Преобразователь частоты для электродвигателя: назначение, свойства, схемы подключения

Электрические приборы – частотные преобразователи, теперь широко применяются для регулирования работы электродвигателей. Этот тип электроприборов с технологической точки зрения относится к сложному оборудованию, наделённому множеством опций. Поэтому стремления конечного пользователя знать, как настраивать преобразователь частоты, видятся вполне логичным явлением. Рассмотрим эту тему, постараемся раскрыть все нужные моменты и опустить все ненужные, чтобы обеспечить максимум удобства обычному пользователю при эксплуатации преобразователя частоты.

Краткий обзор преобразователя частоты на примере VLT Danfoss

Раскрыть тему настройки преобразователя частоты поможет конструкция фирмы Danfoss из серии приборов Micro Drive VLT. Эти приборы, по сути, заполонили российский рынок, а потому встречаются очень часто на практике.

Устройство управляет работой электродвигателя благодаря встроенному микропроцессору, который, в свою очередь, управляется микропрограммой. Связывающим звеном между преобразователем частоты и управляемым электродвигателем для конечного пользователя выступает панель управления.

Этот элемент конструкции размещается непосредственно на передней части корпуса частотного преобразователя, а в случае с прибором Micro Drive VLT является ещё и съёмной. По сути, панель управления Micro Drive VLT – это мобильный модуль, поддерживающий перенос данных.

Элементы панели управления

Однако рассмотрим функциональные элементы панели, которые используются в моменты обслуживания и настройки параметров электродвигателя. Классическое исполнение панели управления Micro Drive VLT включает:

• 8 функциональных кнопок,
• регулятор-потенциометр,
• контрольный дисплей.

Кроме того, панель управления содержит три световых разноцветных индикатора, посредством которых пользователю визуально указывается статус работы прибора.

Расцветка индикаторов классическая:

• нормальная работа – зелёный светодиод,
• предупреждение – жёлтый светодиод,
• аварийная ситуация – красный светодиод.

Причём, в случае с красным индикатором, сигнал включается в мигающем режиме. На дисплее при этом выводится номер ошибки (например, AL14). Расшифровка кодов ошибок представлена в технической документации.

Функции кнопок панели управления

Относительно расположения сверху вниз первой становится доступной кнопка «Menu» (Меню). При помощи этой кнопки включается один из двух режимов меню:

1. Меню быстрой настройки (Quick Menu).
2. Полное меню (Main Menu).

Обычному пользователю, обслуживающему электродвигатель с преобразователем частоты, вполне достаточно меню быстрой настройки. Эта опция включается одним нажимом кнопки «Меню», после чего на дисплее высвечивается символ «QM1».

Если кнопку нажать ещё раз, будет выполнен переход в основное меню (на дисплее слева отображается «0 – »).

Для подтверждения любых действий, в том числе запуска быстрого меню, конечно же, применяется другая кнопка панели управления, именуемая «ОК». Эту кнопку окружают ещё три:

1. «Back» (Возврат).
2. Стрелка вверх.
3. Стрелка вниз.

Также справа от кнопки «ОК» размещается регулятор-потенциометр частоты.

Настройка параметров через быстрое меню

Итак, после включения режима быстрого меню (на дисплее высвечивается «QM1») пользователю достаточно подтвердить «ОК», чтобы перейти к списку основных настраиваемых параметров.

По умолчанию частотные преобразователи этой серии  первым параметром на дисплее открывают параметр мощности подключенного электродвигателя (пункт 1 – 20).

Всего же пункты настройки быстрого меню составлены из 5 основных позиций:

• напряжение мотора (1 – 22);
• рабочая частота (1 – 23);
• рабочий ток (1 – 24);
• номинальная скорость вращения (1 – 25);
•  автоматическая адаптация мотора (1 – 29)

и 4 дополнительных позиций:

• минимальное задание (3 – 02);
• максимальное задание (3 – 03);
• время разгона (3 – 41);
• время замедления (3 – 42).

Начиная от первого вывода на дисплей (по умолчанию 1 – 20) переход по всему списку осуществляется последовательным нажимом кнопки «Стрелка вверх» или в обратном порядке кнопкой «Стрелка вниз».

Настройка любого из параметров выполняется путём активации нужного параметра нажимом кнопки «ОК».

Режим настройки параметров преобразователя частоты становится доступным к выполнению только в режиме отключенного мотора.

То есть, выполняется переход «Стрелками» к нужному параметру. Затем выбранный параметр активируется кнопкой «ОК» (значение мигает на дисплее). Далее переходными «Стрелками» устанавливается новое значение. Наконец, новое установленное значение на преобразователе частоты подтверждается кнопкой «ОК».

Таким способом настраиваются все основные параметры преобразователя частоты с учётом конкретного исполнения электродвигателя. Необходимые значения для установки снимаются, как правило, с паспортной таблички мотора.

Дополнительные параметры настройки преобразователя частоты

Дополнительные параметры – минимальное и максимальное задание (пункты 3 – 02, 3 – 03) представляют совокупность всех заданий преобразователя частоты, включая задания удалённого характера и местного характера. Обычно этот параметр выставляется в «0,000», в то время как максимальное задание устанавливают значением «50,00»

Ещё два дополнительных пункта настройки преобразователя частоты – время разгона и время замедления (3 – 41, 3 – 42), устанавливают параметры, тесно связанные с крутящим моментом электродвигателя.

Оба значения по умолчанию выставляют равными «3,00». Однако диапазон настройки простирается вплоть до 3600 секунд. Эти параметры выбираются с таким расчётом, чтобы не спровоцировать перенапряжение на преобразователе частоты по причине регенеративного режима работы.

Тестирование работы преобразователя частоты после настройки

Быстрое меню преобразователя частоты серии Micro Drive VLT содержит настраиваемый пункт (1 – 29), предусматривающий автоматическое тестирование электродвигателя под созданные настройки.

Этот пункт меню имеет два варианта установки значений – включено или отключено. На дисплее эти параметры выражаются цифрами «2» и «0», соответственно.

Пункт тестирования допустимо использовать только при полном останове электродвигателя.

Рекомендуется после каждой настройки преобразователя частоты обращаться к этому пункту, чтобы выполнить тестирование. После активации кнопкой «ОК» переходными «Стрелками» установить цифру «2» и подтвердить «ОК».

Запустится режим тестирования, где пользователю необходимо активировать кнопку «On» (Включить)из нижнего ряда панели управления. Успешный тест следует подтвердить клавишей «ОК», после чего преобразователь частоты выходит в стартовый режим.

Если же тест заканчивается провалом, на дисплей выводится сообщение ошибки. Тогда потребуется пересмотреть параметры настройки или проверить целостность подключенного мотора.

Как настраивать преобразователь частоты Vacon

Кроме частотных преобразователей серии VLT, фирма «Danfoss» выпускает также аппараты серии Vacon. Эта серия  преобразователей частоты способствует эффективному управлению технологическими процессами.

Установка Vacon позволяет экономить энергию при эксплуатации электродвигателей, а также защищает моторы. Аппараты серии Vacon представлены обширной линейкой на мощности 0,25 кВт — 5,3 МВт. Поддерживается исполнение с воздушным / жидкостным охлаждением.

Несмотря на полную автоматизацию преобразователей частоты Vacon, эти устройства требуется настраивать при первом подключении электродвигателя. Также настройка может потребоваться в других случаях. Например, при ремонте мотора или замене двигателя другим экземпляром. Как настроить ПЧ Vacon? Рассмотрим этот процесс ниже на примере модели ПЧ Vacon NXL.

Пошаговая настройка частотного преобразователя Vacon NXL

Первоначальную настройку проще всего выполнить с помощью «Мастера». Эта функция позволяет настроить аппарат (синхронизировать с электродвигателем) всего за четыре последовательных шага. Предполагается, что перед запуском «Мастера» преобразователь частоты подключен к электросети, а эксплуатируемый мотор соединён с преобразователем. Схема соединений демонстрируется ниже:

После выполнения всех силовых подключений и проверки надёжности контакта, на ПЧ подаётся электрическое питание, после чего автоматически запускается «Мастер» настройки.

Мастер настройки стандартного режима

Режим «Мастера» позволяет настраивать подключение под четыре возможных конфигурации:

• стандартная (St-d),
• вентилятор (Fan),
• насос (PU),
• высокие характеристики (HP).

Следует отметить – во всех иных случаях эксплуатации двигателя (кроме первоначального) запуск «Мастера» настройки приводит к сбросу любых предустановленных параметров на заводской сценарий, а двигатель адаптируется всего двумя параметрами. Запускают «Мастер» и настраивают так:

1. При условии остановленного мотора, нажать и удерживать кнопку «Stop» в течение 5 секунд.
2. Кнопками «Стрелка вверх» и / или «Стрелка вниз» установить на дисплее режим «St-d» (стандартный). Подтвердить кнопкой «Enter».
3. На следующем экране настроить число оборотов двигателя кнопками «Стрелка вверх» и / или «Стрелка вниз». Подтвердить настройку «Enter».
4. На следующем экране настроить параметр силы тока, используя те же клавиши «Стрелка вверх» и / или «Стрелка вниз». Установленное значение подтвердить «Enter».

На этом процесс настройки завершается. Можно запускать систему в работу.

Коды неисправностей преобразователя частоты Vacon

Эксплуатация моторов и самого ПЧ может сопровождаться появлением разного рода неисправностей. Электроника аппарата способна обнаруживать некоторые дефекты и предупреждать пользователя выводом на экран дисплея соответствующих кодов неисправности:

Таблица кодов неисправностей для ПЧ Vacon NXL:

Видео-ролик о преобразователе частоты «Данфос»

Фирменный видеоролик полноценно рассказывает и показывает — как смонтировать и настраивать частотный преобразователь. Инструкция от производителя видео-файлом:

Заключение

Вот так, простым обращением к быстрому меню преобразователя частоты выполняется настройка под эксплуатацию конкретного электродвигателя. В некоторых случаях, конечно, может потребоваться обращение к основному меню.

Например, в случае сохранения и переноса параметров, когда устанавливаются несколько идентичных моторов. Здесь рекомендуется воспользоваться документацией с полным перечнем пунктов настройки частотного преобразователя.

Установку частотного преобразователя следует производить строго по инструкции. Особенно это важно для силовой части. Входные клеммы должны быть подключены только к фазам питающей сети, заземление к контуру заземления, а выходные клеммы – только к питаемому электродвигателю.

После установки и подключения частотного преобразователя производится его настройка. По причине существования большого числа параметров, настройка частотного преобразователя частично выполняется уже на заводе, для того двигателя, с которым ему предназначено работать. Стандарт тут, как правило, 1500 об/мин и мощность, указанная в паспорте преобразователя. Рассмотрим процедуру на примере двух преобразователей небольшой мощности.

Hyundai N700

В этом примере пусть требуется управлять мотором с пульта преобразователя: включение, выключение и регулировка оборотов (частоты вращения, зависящей от рабочей частоты). Информацию про частотник этой модели, найдете здесь.

После подачи питания выбираем режим программирования, нажатием клавиши FUNC. Дисплей переходит в режим выбора функций. Клавишами со стрелками прокручиваем список функций (параметров), до тех пор, пока не появится та, значение которой мы хотим изменить. Повторное нажатие FUNC переключает редактор в режим установки значения параметров. Теперь стрелки работают на выбор требуемого значения. Прокрутив дисплей до требуемого значения, нажимаем кнопку STR. Автоматически попадаем на уровень выше и можем выбирать другую функцию. Повторное нажатие FUNC приведет к выходу в рабочий режим.

Сделаем настройки:

• A01 = 0          – частота вращения управляется с пульта клавишами
• A02 = 0          – двигатель запускается с пульта
• A03 = 50        – основная частота
• A04 = 50        – максимальная частота

Преобразователь будет работать от кнопок Run (запуск)  и Stop (остановка). Во время работы на дисплее будет отображаться частота выходного напряжения. Частоту можно настраивать клавишами со стрелками, если выбрана функция F01.

Если двигатель работает и обороты регулируются, то можно настраивать контур обратной связи, если такой имеется и требуется его использование. В этом случае к клеммам аналогового входа подключается датчик сигнала обратной связи (например, давления), параметр A01 = 1. Все остальное зависит от конкретной конфигурации оборудования и требований к его работе.

Danfoss VLT HVAC

Этот тип частотного преобразователя имеет “мастер” (утилиту настройки) который облегчает подготовку двигателя к эксплуатации. При первом подключении включении двигателя, до подачи на него напряжения, на дисплее отображается ряд вопросов, на которые потребитель должен дать ответ при помощи выбора вариантов, прокручивая их кнопками направления. Необходимо подтвердить рабочую частоту сети; вид подключения двигателя: треугольник (delta), или звезда (grid); тип двигателя: асинхронный, синхронный.

Дальнейшие вопросы мастер предлагает в зависимости от типа выбранного двигателя. Для асинхронного двигателя надо указать его мощность, рабочее напряжение, частоту, ток, номинальную скорость – это все его паспортные, а не рабочие данные. Затем устанавливаются параметры скорости (лимиты) и разгона преобразователя частоты. После этого мастер спрашивает, нужна ли функция подхвата: “Active Flying start?” (для асинхронного двигателя), и т.д.

Убедившись, что включение преобразователя частоты в работу происходит нормально, то можно настраивать обратную связь, если это предусмотрено технологией оборудования, на которой двигатель будет эксплуатироваться.

Когда настройка преобразователя частоты производится для замкнутого контура регулирования, нужно выбрать другой мастер, тогда в меню Configuration Mode должен быть выбран параметр Closed Loop. (Дальше можно выбрать среди прочего источник сигнала обратной связи Feedback 1 Source и источник опорного сигнала Reference 2 Source. Это токовые входы 4-20 мА.)

При настройке контура обратной связи заданием является опорный сигнал (Reference) относительно которого работает компаратор контура. В зависимости от того, какую природу имеет управляющий сигнал (ток или напряжение) выбираются единицы измерения и устанавливаются пределы регулирования. Очень важно не ошибиться со знаком обратной связи – от этого будет зависеть реакция привода на сигнал ошибки. При “нормальном” регулировании сигнал обратной связи отрицательный и привод стабилизируется (в подавляющем большинстве применений требуется именно это), а при “инверсном” он ведет себя противоположным образом – либо идет “вразнос”, либо “сваливается”. Для управления скоростью этих процессов предназначены временные фильтры.

Также можно использовать ПИ регулятор преобразователя частоты и настроить привод под имеющуюся в механизме динамику. Пропорциональный коэффициент увеличивает быстродействие регулятора, однако, может привести к появлению колебаний скорости (рывков), которые даже могут оказаться незатухающими. То же самое происходит при уменьшении времени интегрирования. Оба параметра, по той причине, что динамика системы крайне редко поддается расчету, приходится подбирать опытным путем. (Лучше делать это методом половинного деления, так можно быстрее всего найти оптимальную точку на плоскости координат. Между прочим, оптимальные значения параметров ПИ-регулятора сами могут быть функцией какого-то состояния механизма).

настройка ПИД регулирование частотного преобразователя

Предупреждение, как настроить частотник и не спалить шпиндель.

Настройка частотника xsy-at1. Для станка с ЧПУ я приобрёл инвертор чпу в комплекте с шпинделем. Потому что частотный преобразователь  AT1-2200S рассчитанный на нагрузку 2,2 кВт. Поэтому я купил с запасом по мощности. Так как шпиндель станка будет мощностью 1,5 кВт. Как настроить частотник, читай ниже.

После получения посылки, я решил сразу проверить исправность купленного оборудования.

Я конечно сразу подсоединил двигатель к частотнику. Но инструкцию конечно не читал. Так как инструкцию написали на английском языке, а я его не знаю. Но и как настроить частотник я тоже не знал.

Потому что не читал инструкцию, всё соединил и включил сразу в розетку. Но не тут то- было. Потому что движок стоит. Но потом, когда я стал медленно крутить ручку по часовой стрелке, двигатель стал начинать вращение. И из него стал исходить скрипящий звук. Но звук похож на звук развалившегося подшипника, а не вращения двигателя. Так как всё это продолжалось в течении двух-трёх секунд, сработала защита частотника. Хвала за это Китайцу от чистого сердца. Когда пощупал я движок, то обомлел. Потому что за такое короткое время движок очень сильно нагрелся. Ну, думаю всё, конец шпинделю. Для того чтобы охладить двигатель я вынес его на улицу (зима). После чего пошёл в интернет разбираться как настроить частотник. Но когда я нашёл (долго искал) инструкцию на русском языке, тогда я всё понял.

После чего я сделал необходимые настройки. Но теперь у меня всё заработало. Потому что всё правильно я сделал. Так как ниже я привожу необходимые настройки для первого пуска и настройки инвертора шпинделя . Поэтому не сомневайтесь.

Настройка частотного преобразователя.

Сделаны настройки в частотном преобразователе XSY-AT1 T1-2200S

Приведены только настройки, которые необходимо сделать перед включением двигателя на 400Гц. Но для других моторов настройки будут другие. В приведённых таблицах вы можете посмотреть какие параметры возможно установить. 

 р 01-400 (50)

р 03-200 (25)

р 06-400 (50)

P 26-400 (50)

P 25-1   (00)

Р 26-рабочая частота, не рекомендуется ставить менее 100Гц. Потому что шпиндель будет греться. Но у меня стоит 400 и разницы в работе я не увидел.Р 05-минимальная частота,если поставить скажем 100, то уже на 6000 шпиндель не будет вращаться вообще.Поэтому я поставил ноль (0)Р 21— в таблице написано «коэффициент снижения»а снижения чего не ясно. Но я пробовал этот параметр и он влияет на мощность шпинделя при низких оборотах. Этот параметр я ставил от 11 до 20.

Возможно не лишним будет и сделать настройки по входному напряжению. Р 68 и Р 69 — нижний и верхний предел входного напряжения

Читаем дальше

В скобках я указал значения, которые установили на заводе  по умолчанию. Так как без скобок это те значения, которые надо установить, будьте внимательны.

Так как я привожу только основные данные по частотному преобразователю.

Но назначение клемм частотного преобразователя XSY-AT1 T1-2200S отличается от других преобразователей.

xsy at1 2200s инструкция на русском языке

Назначение кнопок управления частотного преобразователя XSY-AT1 T1-2200S. Как настроить частотник.

Надо отметить, что частотный преобразователь может управлять работой не только двигателя на 400Гц. Так как основное его назначение, как я понял это работа с трёхфазными двигателями. Потому что эти установки  стоят по умолчанию. Вот эти три фазы, напряжением 380 вольт я и подал на свой шпиндель. Но хвала всевышнему и Китайцу, за то что я ничего не попалил. Вы не повторите моих ошибок. Потому что ниже я приведу все основные настройки частотного преобразователя XSY-AT1 T1-2200S.

Так как использование кнопок управления частотного преобразователя XSY-AT1 T1-2200S требует внимания, то будьте бдительны. настройка частотника.

Порядок ввода параметров.

1. Нажать клавишу PROG для перехода в режим программирования.
2. С помощью клавиш со стрелками и клавиши сдвига (SHIFT) выбрать

(по его номеру) параметр, значение которого надо изменить.

1. Нажать кл. Func / DATA для доступа к числовому значению параметра.
2. С помощью клавиш со стрелками и клавиши сдвига (SHIFT) изменить.

Значение выбранного параметра.

1. Нажать кл. Func / DATA для сохранения значения параметра.
2. Нажать клавишу PROG для выхода из режима программирования.

Код ошибки частотного преобразователя XSY-AT1 T1-2200S. 

Err 1- Err 9

  1 Сработала защита модуля IGBT (?)

 2 Низкое напряжение питания (на входе) ПЧ

 3 Перенапряжение по питанию (на входе) ПЧ

4 Неисправность в схеме управления

 5 Пуск ПЧ при повышении напряжения на входе (каком?)

 6 Сработала защита от перегрузки по току

 7 Превышение времени (чего? )

8 Перегрев радиатора ПЧ

9 Внешняя неисправность

Но это не всё, ниже я приведу все параметры частотного преобразователя XSY-AT1 T1-2200S.

На этом можно закончить. Но если у Вас остались вопросы, то пишите в комментариях. На все вопросы отвечу. Удачи в настройке.

Используемые источники:

• https://zetsila.ru/%d0%bd%d0%b0%d1%81%d1%82%d1%80%d0%be%d0%b8%d1%82%d1%8c-%d0%bf%d1%80%d0%b5%d0%be%d0%b1%d1%80%d0%b0%d0%b7%d0%be%d0%b2%d0%b0%d1%82%d0%b5%d0%bb%d1%8c-%d1%87%d0%b0%d1%81%d1%82%d0%be%d1%82%d1%8b/
• http://chistotnik.ru/nastrojka-chastotnogo-preobrazovatelya.html
• https://worksam.ru/kak-nastroit-chastotnik/