Підвищення потужності двигуна при використанні перетворювачів частоти WEG

Використання перетворювачів частоти дозволяє збільшити функціональність асинхронних двигунів. Окрім підвищення пускового моменту за рахунок використання векторного керування, суттєвою перевагою використання перетворювачів є можливість збільшення механічної потужності асинхронного двигуна. Слід відзначити, що хитрість із збільшенням потужності спрацьовує не для всіх двигунів, а з номінальною напругою живлення 220/380В або 230/400В, тобто, зазвичай, невеликої потужності.

Будь-який перетворювач частоти від компанії WEG, в точу числі останніх серій CFW300 та CFW500, дозволяє збільшити механічну потужність двигуна при відповідних налаштуваннях. При цьому слід пам’ятати, що із збільшенням механічної потужності на валу двигуна  збільшується і електрична, що споживається із мережі перетворювачем частоти. Відповідно, перетворювач повинен бути розрахований на збільшену потужність.

Яким чином досягається збільшення потужності двигуна?

При підключенні обмоток «трикутником» і відповідному налаштуванні перетворювача частоти із живленням від мережі 400 В змінного струму досягається збільшення швидкості обертання в 1,71 рази відносно номінального значення.

Чи не згорить двигун, якщо його підключити «трикутником» на 400 В? Адже схема вмикання «трикутником» відповідає трифазній напрузі живлення 230 В.

Ні, не згорить. При налаштуванні номінальної частоти двигуна рівній 87 Гц співвідношення U/f = const, тобто робочий струм двигуна залишається таким же, як і для напруги/частоти 230В/50 Гц.

Чи збільшиться зусилля, що буде розвивати двигун на вихідному валу?

Ні, не збільшиться. Збільшення потужності призводить тільки до збільшення номінальної швидкості роботи двигуна без втрати моменту.

Чи збільшиться при цьому діапазон регулювання швидкості?

Так, але несуттєво, адже стабільність роботи на мінімальних обертах визначається впливом активного опору статора. При підключенні «трикутником» обмоток вплив опору обмоток стає більшим і в значній мірі компенсує виграш від збільшення максимальної швидкості.

Чи працює в такому режимі векторне керування?

Так, для технології підключення із базовою частотою 87 Гц можливе налаштування векторного режиму керування. Слід пам`ятати, що векторний режим керування реалізований не у всіх перетворювачах частоти WEG, а тільки у багатофункціональних, наприклад серіях CFW500 та CFW900. 

Чи не проб’ється ізоляція двигуна при подачі на його обмотки підвищеної напруги?

Ні, не проб’ється, адже згідно з вимогами Правил улаштування електроустановок (ПУЕ) до двигунів вони мають витримувати напругу не менше 500 В. У випадку використання двигунів WEG, що відповідають міжнародному стандарту IEC60034-17 допускається подача імпульсної напруги із перетворювача частоти в діапазоні від 800 до 1340 В, в залежності від часу вмикання/вимикання транзисторів (різниться в залежності від потужності перетворювача).

Чи всі перетворювачі частоти компанії WEG підтримують цей  режим?

Так, всі моделі перетворювачів частоти WEG, в тому числі CFW300, CFW500, CFW900 підтримують режим збільшення механічної потужності двигуна. Різниця буде тільки в налаштуваннях перетворювача.

Як вибирати потужність перетворювача для цього режиму роботи?

Оскільки у вас буде з’єднання обмоток «трикутником», необхідно вибирати перетворювач частоти із живленням від трифазної мережі 400 В за номінальним струмом двигуна, що відповідає «трикутнику». Наприклад для двигуна 2,2 кВт необхідно брати перетворювач частоти не менше, ніж на 4 кВт.

Візьмемо для прикладу чотириполюсний двигун серії W22 габаритом 100L із номінальним струмом 4,56 А для підключення «зіркою». Відповідно при схемі вмикання «трикутник» струм, що споживатиме двигун складатиме 7,8 А. Для даного струму необхідно використовувати перетворювач частоти типу CFW300B08P2T4NB20 потужністю 4 кВт.

Які параметри треба налаштувати у СFW300 для роботи із підвищеною потужністю?

В першу чергу необхідно перетворювач частоти скинути на заводські налаштування встановленням Р204=6 (скинути на заводські налаштування 50 Гц). Далі необхідно встановити параметри згідно таблиці:

Окрім апаратних підключень, перетворювач частоти повинен бути сконфігурований відповідним чином в параметрах.

Таблиця параметрів, що відповідає цьому завданню, має вигляд:

Використання перетворювачів частоти WEG для збільшення механічної потужності асинхронних двигунів дозволяє:

• покращити масогабаритні показники електромеханічної частини, оскільки необхідна потужність буде забезпечуватися меншим двигуном;
• забезпечити підвищену продуктивність обладнання в цілому за рахунок збільшення вихідної швидкості двигуна й, відповідно, робочого механізму.

А.В. Торопов, доцент кафедри АЕМК НТУУ «КПІ ім.І.Сікорського»