Преобразователь частоты

[tomato]

Есть задача: управлять скоростью вращения асинхронного двигателя за счет применения sbj. Рабочая частота двигателя 50Гц, обороты 3000 об/мин.. Преобразователь выдает от 5Гц до 400Гц. Значит ли это, что обороты будут в пределах 300-24000об/мин.? Пугает последнее значение)) А что с моментом на этих разных оборотах? Будет ли он постоянен?

[LKS]

На 5 Гц мотор работать скорее всего не будет из-за магнитного насыщения статора. Я думаю максимум можно выжать герц 20-30, и то он будет перегреваться, так как практ. все асинх. движки рассчитаны на 50 Гц. В сторону повышения проще, в несколько раз частоту можно повысить.

Момент на валу при уменьшении частоты будет падать, падение можно компенсировать увеличением тока статора, но преобразователь должен уметь это делать. При увеличении оборотов момент должен либо расти либо остается постоянным, сейчас уже не помню.

Я в свое время прочитал множество форумов по теме управления оборотами двигателей. Резюме такое - если необходима глубокая регулировка - используйте коллекторный движок с простым и дешевым симисторным преобразователем. Асинх движки управляются гораздо сложнее и капризнее.

[Александр Л.]

      При снижении частоты момент на валу сначала будет расти, затем при достижении точки насыщения сердечника статора резко упадет, а ток потребления резко увеличится. При росте частоты момент будет падать, поскольку будет уменьшаться ток подмагничивания за счет роста индуктивного сопротивления обмоток статора. Все это относится к случаю подачи на двигатель напряжения изменяющегося только по частоте, с постоянной величиной самого напряжения. На практике с инверторами (именно так называются подобные устройства) дел не имел, знаком чисто теоретически (институтская специальность).  Системы управления инверторами напряжения довольно громоздкие и сложные устройства. Если речь идет об использовании инверторов в приводах монтировок телескопов, то я бы не стал с этим связываться. Для интересующихся вопросом, могу порекомендовать учебники - Забродин Ю.С. Промышленная электроника. – М.: ВШ, 1982,  Брускин Д.Э. и др. Электрические машины и микромашины. Изд. 3-е, перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1990.

[tomato]

Задача заключается в регулировании оборотов шпинделя мини токарного станка. Сейчас выпускают готовые устройства, которые, по заявлениям продавцов, для этого и созданы. Вот например:http://www.privod.ru/inverters.htm.  Просто хочется поподробнее вникнуть в проблему...

[Pavel_Boboshkin]

По моему, скорость асинхронного двигателя зависит, также и от нагрузки.

[Александр Л.]

По моему, скорость асинхронного двигателя зависит, также и от нагрузки.

        При скорости асинхронного двигателя  строго кратной частоте вращающегося поля (частоте питающей сети) нагрузочный момент равен нулю, т.е. с такой скоростью асинхронный двигатель может вращаться только при нулевой нагрузке и потерях на трение, перемагничивание и т.д.  Нагрузочная кривая двигателя  (зависимость крутящего момента от частоты вращения ротора) имеет вид кривой выходящей из нуля момента при максимальной скорости вращения, затем растущей до максимального момента – M max – при частоте вращения близкой к максимальной. Затем момент падает до некоторой величины – пускового момента – при скорости вращения ротора близкой к нулевой. Величина максимального момента, питающее напряжение – U и его частота - F связаны соотношением – M max = CONSTANTA*((U/F)**2) . Откуда легко получается , что при регулировании двигателя и сохранении постоянным нагрузочного момента питающее напряжение следует увеличивать пропорционально росту частоты питающей сети. Поэтому инвертором нельзя оснастить станок в котором установлен двигатель рассчитанный на работу с 220 В, 50 Гц. Точнее можно, но момент его будет падать при росте частоты питающей сети более 50 Гц.

[tomato]

А если понижать частоту? Скажем, при 3000 об/мин двигателя при 50Гц, обороты шпинделя -1500 об/мин. Соответственно, при 5 Гц обороты двигателя 300 об/мин, а шпинделя 150 об/мин, что собственно и требуется. Это правильно? Что будет с моментом при понижении частоты?

[Александр Л.]

      Чисто теоретически двигатель должен работать на 5 гц. Представить себе инвертор не умеющий регулировать выходное напряжение сложно. А раз он его регулирует, то и момент будет оставаться постоянным. Но есть некоторые нюансы. Инверторы регулируют выходное напряжение методами близкими к ШИМ, при этом роль фильтра выполняют обмотки двигателя. Этот фильтр на 5 Гц будет работать в 10 раз менее эффективнее, т.е. пульсации тока возрастут.
      Исходя из моих скромных знаний в этом вопросе, мне кажется, что двигатель работающий с таким инвертором должен быть оптимизирован для работы в таком большом диапазоне частот, а не быть просто любым. Вам надо проконсультироваться с продавцами инверторов.
       Проконсультировался с ремонтниками ЧПУ. Только один из моих собеседников ремонтировал станки с подобным управлением двигателем, но было это больше 10 лет назад  и станок приобретался вместе с ЧПУ. Особых претензий к надежности системы у него не было. Обороты шпинделя регулировались в диапазоне 100-3500 оборотов в минуту.

[tomato]

Так и сделаю. Спасибо за советы. Говорят, двигатель при использовании инвертора надо подключать по схеме треугольника. У моего двигателя 6 клемм, попарно замкнутые. Это треугольник или звезда??

[Александр Л.]

      Если шесть шпилек соединены попарно вертикальными перемычками, то треугольник, если одна пластина соединяет выводы трех шпилек горизонтальной пластинкой, то звезда.

[tomato]

Александр, спасибо еще раз! Все таки не зря говорят, что астрономия тянет за собой остальные области знаний).  Значит у меня соединено по треугольнику, что облегчамет подключение. На следующей неделе буду брать инвертор LG. Поделюсь впечатлениями.

[v.bobkin]

Сергей, у нас в конторе как раз такой инвертор крутит шпиндель токарного станка. Правда теперь он сварочным стал. Т.е. несколько оборотов в минуту.
Там, правда, еще редуктор стоит 1:50.

Один инвертор не используется, кажется. Если интересно, то я узнаю в понедельник. Если он свободен, то можно взять поиграться.

PS Вал 0,8 кВт движка на 6 Гц останавливается рукой

[tomato]

Поставил преобразователь LG. Пашет как папа Карло))) Очень удобно. По субъективным ощущениям момента хватает на всех оборотах, кроме самых малых, но они и не нужны на практике. Там куча програмируемых параметров, описание на 90 страниц! Так что есть чем скоротать вечера)