- Головна →
- Усі статті →
- Частотний перетворювач від генератора: потужність, тип, налаштування
Частотний перетворювач від генератора: яка потужність потрібна, який генератор підійде і як налаштувати
Опубліковано: · Оновлено:
Частотний перетворювач для електродвигуна працює від генератора за трьох умов. Номінальна потужність генератора більша за потужність двигуна у 2-3 рази, за однофазного живлення у 3 рази, і не менша за вхідну потужність частотника за струмом. Напруга під навантаженням залишається в допуску частотника: у Delta VFD-M це 180-264 В і 47-63 Гц. Навантаження наростає плавно, без різких набросів. Нижче розрахунок для Delta VFD-M 1,5 кВт, порівняння типів генераторів, порядок підключення, розбір помилок Lv і ov та налаштування частотника.
Чому частотнику потрібен генератор із запасом
Частотник випрямляє мережеву напругу й заряджає конденсатори ланки постійного струму. Діоди випрямляча відкриваються лише біля піка синусоїди, коли напруга мережі вища за напругу конденсаторів, тому струм споживається короткими імпульсами, а не плавною синусоїдою. Таке навантаження називають нелінійним.
Внутрішній опір генератора вищий, ніж у міської мережі. Імпульси струму просаджують пік напруги за незмінного діючого значення, а ланка постійного струму заряджається саме до піка. Регулятор AVR стежить за діючим значенням, тому просідання піка він не виправляє (Eaton, Invertek).
Пуск через частотник м’якший за прямий: струм двигуна наростає за заданий час розгону й бере з генератора менше, ніж пуск напряму. Тому запас потужності потрібен не через пусковий струм двигуна, а через форму струму частотника.
Розрахунок потужності генератора для частотника
Рахують два значення й беруть більше:
- Вхідна потужність за струмом: S = U x I, де I це вхідний струм із паспорта частотника за вашого типу живлення, а U це 230 В.
- Запас за двигуном: P x 3, де P це потужність двигуна шпинделя. Eaton і Invertek дають для приводів на генераторі запас 2-3. За однофазного входу беруть 3: спотворення струму в однофазного випрямляча 45%, у шестиімпульсного 30% (Stamford).
Для лінійки Delta VFD-M з однофазним живленням за керівництвом Delta:
| Модель | Двигун, кВт | Вхідний струм, А | S = 230 В x I, кВА | P x 3, кВт | Генератор, номінал не нижче, кВА |
|---|---|---|---|---|---|
| VFD004M21A | 0,4 | 6,3 | 1,45 | 1,2 | 1,45 |
| VFD007M21A | 0,75 | 11,5 | 2,65 | 2,25 | 2,65 |
| VFD015M21A | 1,5 | 15,7 | 3,61 | 4,5 | 4,5 |
| VFD022M21A | 2,2 | 27 | 6,21 | 6,6 | 6,6 |
Приклад для Delta VFD-M 1,5 кВт: вхідний струм 15,7 А, 230 x 15,7 = 3611 ВА, тобто 3,61 кВА. Запас за двигуном 1,5 x 3 = 4,5 кВт. Більше значення 4,5, тому номінал генератора беруть не нижче 4,5 кВА. Величини порівнюють в одних одиницях: кВА і кВт пов’язані через cos φ, у типового інверторного генератора 1,8 кВА відповідають 1800 Вт.
ABB для приводів із діодним шестиімпульсним випрямлячем на вході називає запас 2-2,5 від кВА приводу. У Delta VFD-M 1,5 кВт вихідна потужність 2,7 кВА, це 5,4-6,75 кВА. Верхню частину цього діапазону беруть, коли шпиндель годинами працює на номінальному навантаженні, а регулятор напруги генератора цифровий.
Потужність двигуна беруть із шильдика, у шпінделя для верстата з ЧПУ вона вказана в паспорті. Додайте решту споживачів: блок живлення драйверів, контролер, комп’ютер, пилосос. Блок живлення і комп’ютер теж споживають струм імпульсами.
Номінальна і максимальна потужність генератора
У генератора два числа: номінальна потужність для тривалої роботи і максимальна для короткого вмикання. Рахують за номінальною. У типового інверторного генератора 1,8 кВА максимум дорівнює 2,2 кВА, а за тривалої роботи номінал перевищувати не можна. Вхідна потужність Delta VFD-M 1,5 кВт 3,61 кВА вища за обидва значення.
Два таких генератори в паралельній роботі дають номінал 3,6 кВА і максимум 4,4 кВА. Номінал 3,6 кВА дорівнює вхідній потужності частотника без запасу і нижчий за рекомендовані 4,5 кВА. Розрахунок за максимумом хибний: частотник навантажує генератор тривало, а максимум розрахований на короткі вмикання.
Який генератор підійде
Тип генератора визначає форму напруги й те, як вона поводиться за наросту навантаження:
| Тип | Що відомо | Для частотника |
|---|---|---|
| Інверторний | Спотворення напруги нижче 3%; у вимірюваннях PMI 0,9% і 0,4% за навантаження 600-1400 Вт. Частота не залежить від обертів двигуна. | Підходить найкраще. Запас між номіналом і максимумом невеликий, тому рахують за номіналом. |
| Неінверторний з AVR | Спотворення напруги 4% і 7,5% у двох моделей одного класу (PMI). Частота слідує за обертами двигуна. AVR стежить за діючим значенням, пік не коригує. | Підходить із запасом 3 і перевіркою напруги ланки під навантаженням. |
| Неінверторний без регулятора напруги | Напруга і частота слідують за навантаженням і обертами. У дослідженні PMI Case Study of Portable Generator Power Quality регулятор AVR названо обов’язковим для живлення електроніки. | Не рекомендується. |
Стандарт ISO 8528-5 для класу G1 допускає в усталеному режимі напругу ±5% і частоту ±2,5% (48,75-51,25 Гц), за скидання навантаження викид напруги до +35%, за нароста просідання до -25%. Для 230 В це 310,5 і 172,5 В. Допуск Delta VFD-M 180-264 В, тому генератор класу G1 за різкого нароста або скидання навантаження виходить із допуску частотника. Якщо клас на табличці не вказано, перевіряйте напругу під навантаженням самі.
Допуск частотника за напругою і частотою
Delta VFD-M на 230 В живиться від 200-240 В, 50/60 Гц. Допуск за керівництвом Delta ±10% за напругою (180-264 В) і ±5% за частотою (47-63 Гц). У YINGSHIDA AE200 1,5 кВт за керівництвом допуск ширший: 220 В ±15% (187-253 В) і 40-65 Гц.
Ланка постійного струму заряджається до піка синусоїди, тобто до напруги мережі, помноженої на 1,414. На межах допуску Delta і на номіналі це 255, 325 і 373 В постійного струму без навантаження. Під навантаженням пік у генератора нижчий, а вольтметр генератора показує діюче значення й просідання піка не бачить. Тому дивіться напругу ланки на дисплеї частотника: у Delta VFD-M вона виводиться параметром Pr.64 зі значенням 03, символ u.
Порядок підключення до генератора
- Запустіть генератор без навантаження й дочекайтеся стабільних обертів. Не вмикайте навантаження одразу після запуску: напруга й частота ще наростають.
- Перевірте напругу й частоту: 180-264 В і 47-63 Гц для Delta VFD-M. Якщо генератор дозволяє регулювати напругу, Eaton радить виставити найбільшу допустиму: струм частотника за цього нижчий. У Delta VFD-M напруга живлення не вища за 240 В.
- Увімкніть живлення частотника й дочекайтеся, поки дисплей запуститься.
- Запускайте шпиндель і підвищуйте оберти за рампою розгону.
- Пилосос, компресор та інші навантаження з великим пусковим струмом вмикайте до частотника або живіть від іншого джерела: Delta вказує це в розборі помилки Lv.
Помилки Lv і ov під час роботи від генератора
| Помилка | Що означає в Delta VFD-M | Коли з’являється від генератора | Що робити |
|---|---|---|---|
| Lv | Напруга ланки постійного струму впала нижче мінімуму. У журнал Pr.73-Pr.75 ця помилка не записується. | Під час пуску й розгону: генератор слабший за навантаження, пік напруги просів. | Перевірити запас потужності за розрахунком, збільшити час розгону Pr.10, перевірити напругу ланки. |
| ov | Напруга ланки постійного струму вища за максимум. | Під час гальмування: енергія ротора, що обертається, повертається в ланку. Без навантаження: напруга генератора вища за допуск, наприклад за викиду після скидання навантаження. | Під час гальмування збільшити час Pr.11 або поставити гальмівний резистор. Без навантаження перевірити, що напруга генератора не вища за 264 В. |
Якщо ov з’являється лише під час зупинки шпинделя, причина не в генераторі, а в гальмуванні: про підбір гальмівного резистора написана окрема стаття. У YINGSHIDA AE200 ті самі помилки називаються UV (понижена напруга на шині) і OU1-OU3 (перенапруга), розшифровка в статті про коди помилок AE200.
Налаштування Delta VFD-M для роботи від генератора
| Параметр | Заводське значення | Що зробити | Навіщо |
|---|---|---|---|
| Pr.10 час розгону 1 | 10,0 с | Збільшити, якщо генератор просідає під час пуску | Швидкий розгін вимагає потужнішого генератора (Eaton) |
| Pr.11 час гальмування 1 | 10,0 с | Збільшити за ov на зупинці | Енергія двигуна під час гальмування повертається в ланку |
| Pr.72 автоперезапуск після помилки | 00 | Залишити 00 | Перезапуск у те саме навантаження знову просаджує генератор (Eaton, Invertek) |
| Pr.32 робота після короткочасного зникнення живлення | 00 | Залишити 00 | Продовження роботи після провалу напруги Eaton не радить |
| Pr.64 виведення на дисплей | 06 | Поставити 03 на час перевірки | Показує напругу ланки постійного струму |
Мережевий дросель, який радять для міської мережі, на живленні від генератора не ставлять: Eaton і Invertek вказують, що він додає опір і збільшує просідання напруги.
Номери параметрів подано за керівництвом Delta VFD-M для прошивки V3.13, версія прошивки читається в Pr.100. Якщо двигун розрахований на 380 В, а живлення частотника 220 В, схему з’єднання обмоток розібрано в статті частотник 220 на 380.
Коментарі
Ваш коментар буде першим!