Простой и полезный преобразователь позволяет использовать трех-фазные двигатели в бытовой сети без потери мощности, а также дает ряд преимуществ в плане удобства и управления.
Интеренет-магазин Banggood предложил интересный трехфазный преобразователь стоимостью 5300 руб.
Variable Frequency Inverter (VFD), или частотный преобразователь (ЧП), — это специальный преобразователь напряжения с цифровым управлением, который позволяет «на лету» изменять величину напряжения, частоту, а также управлять выходом. Такие устройства используют в промышленности в качестве «драйверов» для электродвигателей.
Характеристики моей модели:
Номинальная мощность: 2.2KW (заявлено 8.0KVA/3HP)
Питание: AC 220V 50HZ/60HZ 1 фаза
Выход: 3 фазы 380/220V до 400HZ
Управление: с панели, внешнее аналоговое/цифровое (RS485)
Выбранная модель представляет собой весьма бюджетный частотный преобразователи и подходит для тех случаев, когда нужно из однофазной сети сделать трех-фазную, подключить асинхронный трехфазный двигатель, а также для управления двигателем. Внутри установлен мощный PWM-управляемый преобразователь.
Подобные преобразователи практически все одинаковы, отличаются, в основном, мощностью выхода.
Из важных особенностей выделю модели, которые работают от однофазной сети. Как правило, это модели до 4.0 кВт (мощнее уже для трехфазной сети). Устройства имеют панель для управления, силовые клеммы и контакты управления.
На панель вынесена кнопка реверса (FWD/REV) для случаев, когда нужно быстро изменить направление вращения двигателя, потенциометр изменения значений (по умолчанию — обороты двигателя). Кнопки старт-стоп работы, а также кнопки для программирования параметров.
Целью было собрать универсальный блок для замены пускового фазосдвигающего конденсатора, который используется для запуска трехфазных двигателей. Фазосдвигающие конденсаторы — простой, но не самый эффективный способ для запуска двигателя. При остановке нужно всегда переключать конденсатор, теряется определенная часть мощности, да и в целом это не удобно.
Буквально за сорок минут родилась вот такая коробка — универсальный пусковой блок для деревообрабатывающих станков на основе дешевого китайского преобразователя.
Пару вилка-розетка оказалось проще найти по месту. Это промышленные IEK вилки типа CCИ-014 (или аналогичные), и розетка к ним. Вилки устанавливаются на имеющееся оборудование (например, д/о станки), а розетка — на блок с частотным преобразователем. Таким образом достигается универсальность использования одного преобразователя для целого парка оборудования.
Параллельно обслужил механику старых станков. Двигатели — нормальные, трехфазные, 2-3 кВт. Однофазный двигатель на 1 кВт обходится примерно в такие же деньги, а вот мощности заметно не хватает. Подключение прямое — три фазы на вилку. Все управление сосредоточено в блоке. Раньше на каждом станке стояло по пусковому конденсатору (разные номиналы, разные мощности, различные проблемы).
Схема подключения:
- Силовой вход 1 фаза L-N (можно без заземления, можно с заземлением. можно установить защитный автомат).
- Силовой выход 3 фазы WVU, которые подключаются к розетке, подключение аналогично подключению двигателей (W — 1й контакт, V — 2й контакт, U — 3й контакт). Если при запуске направление вращения отличается от нужного, то следует или переключить контакты в вилке, или использовать «REV» реверс на пульте.
Можно настроить любое напряжение до 380В и частоту до 400Гц.
Не обязательно подавать 50Гц на двигатель.
Нет ничего страшного с настройкой подобных устройств. Как правило, все инструкции в доступе (см. ссылки внизу), в базовых параметрах разобраться не сложно. Конкретно, для этой модели достаточно выставить первые два основных параметра: «Р0» рабочее напряжение (220 В или 380 В) и «Р1» рабочую частоту (50 Гц). Все остальное можно оставлять как есть. Регулировка оборотов (скорости вращения) по умолчанию доступна прямо с панели потенциометром.
Если используете внешнее управление кнопками (Х4… Х6 на панели), то нужно в параметре «Р11» изменить значение на «2» («0» — управление с пульта, «1» удаленное управление по RS485).
Если требуется более детальная настройка, то есть смысл реализовать внешнее управление ЧП — это кнопки, аналоговое или цифровое управление.
Что касается управления оборотами двигателя (конечно, конкретные настройки зависят от используемого типа двигателя), то я предпочел оставить подстройку оборотов с панели ЧП. Для этого проверяем/устанавливаем в меню «Р10» параметр «1» (управление потенциометром с панели). Соответственно, если используете внешний потенциометр, то следует выставить «2». Управление в цифровом виде «3».
Таким образом был восстановлен строгально-рейсмусовый станок. Замена двигателя прибавила необходимой мощности.
А также распиловочный циркулярный станок. Система подключения одинакова для всех (отличаются мощности используемых двигателей, но для частотного преобразователя это не важно).
Что понравилось:
— быстрота подключения и настройки. Если не считать приведение в порядок механики станков, то на сборку коробочки с ЧП ушло 40 минут (из них половина на обжимку проводов, а половина — на проверку параметров ЧП).
— функциональность. Есть плавный пуск, реверс, регулировка оборотов и т.п.
— универсальность. Реально можно подключить все станки/двигатели дома, в том числе насосы и вентиляторы. Под каждый можно подобрать настройку.
— удобство. Можно реализовать внешнее аналоговое или цифровое управление, в том числе удаленное.
— дешевизна. У нас можно найти ЧП на 2….4 кВт примерно за 10-12 тыс рублей (новый). Б/у можно найти, но подавляющее большинство б/у частотников — снятые с производства трехфазные модели. А мне нужно было именно под однофазную бытовую сеть.
— высокий КПД. В отличие от фазосдвигающего конденсатора, тут не теряется мощность при запуске и работе.
Еще отмечу, что в такой связке (двигатель 2 кВт) не греется ни частотник, ни сам двигатель.
Работает в таком виде уже достаточно долго, были опасения за качество китайских комплектующих, но «полет нормальный».
Если у вас серьезные задачи, то можно подключить данный ЧП по Modbus/RS485 и управлять от контроллера. Частотник, в том числе, умеет управлять с помощью встроенного PID-регулятора, что подойдет для использования его в связке с насосом.
Удобство работы повысилось в разы. Очень удобно для модернизации деревообрабатывающих станков для домашнего использования.
