Можно ли подключить асинхронный электродвигатель 400 герц в сеть 50 герц?

• TaoBao
• Оборудование с ЧПУ
• Инструменты

Всем привет! Продолжаю обзоры на комплектующие для ЧПУ. На этот раз — нашел недорогой частотный преобразователь для трехфазных двигателей. Его особенности — для работы VFD-M достаточно всего 1-фазного подключения сети ~220В, то есть его можно использовать дома/в гараже и там, где нет трехфазной промсети. Частотник умеет выдавать как 50Гц на выходе, так и 400Гц (максимум). Небольшой фотообзор и тест под катом.

В продолжение к обзору на шпиндель добавляю обещанный обзор на частотный преобразователь.

Характеристики:

Бренд: Delta Products Серия: VFD-M Series Модель: VFD015M21A Drive Мощность: 2Hp/1500W Тип входного питания: 230V Single Phase Input (Version A) Класс защиты: IP20 (от пыли) Выходная частота: 0.1 to 400 Hz Регулировка: Built In PID Feedback Control, Built In MODBUS Communication, Auto Torque Boost & Slip Compensation Тормоз: присутствует тормозной транзистор, можно тормозить как постоянным током, так и дополнительно устанавливать тормозной резистор. Размеры H x W x D: 12 х 15 х 9 см Масса в упаковке: 1.5 кг Несколько слов про VFDЧастотный асинхронный преобразователь частоты служит для преобразования сетевого трёхфазного или однофазного переменного тока частотой 50 (60) Гц в трёхфазный или однофазный ток, частотой от 1 Гц до 800 Гц. (Цитата отсюда) Фактически установкой через дисплей или шину данных можно управлять направлением вращения, стартом-остановкой, частотой (и мощностью, то есть напряжением) на двигателе. Плюс, в зависимости от модели частотного преобразователя, присутствуют в большом количестве различные настройки (ограничивающие и т.п.) Для подключения шпинделя нам нужен самый дешевый частотный преобразователь на 1,5кВт, желательно однофазный (преобразователь сам делает на выходе три фазы), который проще использовать в «бытовых» условиях. Используется вот такой вот шпиндель. Фото маркировки на двигателе. Присутствует метка направления вращения и напоминание о режиме питания двигателя (400Гц) Выбрал вот такой вот лот Delta VFD-M VFD015M21A. Стоимость ¥300 ($47.62). Про посредника будет в самом конце. Получил по итогу вот такую коробку. Внутри стандартная упаковка Дельты — формованные картонные вставки, 2 шт. Инструкция в комплекте. Внешний вид Delta VFD-M VFD015M21A Размеры устройства небольшие, можно установить в какой нибудь электрический ящик (при желании). Внешний вид панели управления ЧП Присутствуют вентиляционные отверстия. Напоминаю, защита по IP20. Шильдик с названием модели Нижняя крышка, под которой прячутся клеммы выхода Распиновка клемм Клемма заземления Нижняя часть корпуса, отверстия вентилятора Задняя металлическая крышка. под ней стоит массивный радиатор мосфетов. Под верхней крышкой находится клеммы подключения сети и порт RJ-11 для сети RS485/Modbus Схема подключения Для проверки присобачил евровилку Для электрического подключения к шпинделю используется разъем типа GX16 (4 контакта), это так называемые «авиационные» разъемы, которые обеспечивают защиты от пыли и влаги. На самом деле обычный промышленный разъем. Контакты «1 »,«2 »,«3» подключаются к частотному преобразователю (U, V, W), контакт «4» — к заземлению (общий провод, GND) Внешний вид разъема GX16 Для подключения водопровода есть два фитинга, вход и выход. Для удобства можно купить силиконовый шланг, как вариант — армированный силиконовый шланг. Устанавливаем провода с разъемом GX16 к ЧП На инвертере промаркируйте провода (U, V, W). Последовательность влияет на направление вращения. Сверху ввод, снизу выход (красные провода). Выходные провода. Однофазный вход ~220В Панель управления Панель съемная Описание интерфейса панели Размер панели небольшой Гнездо для панели Первое включение По умолчанию стоит 60Гц. Так что если включить, то двигатель будет медленно вращаться и греться. Ток на двигателе (включал кратковременно — проверить вообще живой ли ЧП) Разборка ЧП. Корпус на защелках Внутри: плата управления, которая служит для подключения панели управления и клемм, далее силовая плата преобразователя, под ней скрывается блок с силовыми каскадами (мощные мосфеты). Обратная сторона верхней платы (Управления) Силовая плата Плата управления. На плате управления присутствует 20-MHz контроллер Renesas Electronics America M3062LFGPGP (16-Bit 20MHz 256KB (256K x 8) FLASH 100-LFQFP) Под задней крышкой установлен радиатор мосфетов и блок выходных конденсаторов. Общественность помогла — это все таки входные накопители. Дальше разбирать не стал, так как ЧП мне нужен еще работоспособным.

Еще раз чип M3062LFGPGP Схема подключения. Для замены стартовых параметров входим в режим программирования Р, по инструкции, выбираем нужный параметр, нажимаем Энтер и меняем его. Активируем потенциометр на панели:Pr. 00 Источник задания выходной частоты. По умолчанию 00, меняем на 04 Увеличиваем частоту до 400ГцPr. 03 Максимальная выходная частота. По умолчанию 60.0. Меняем на 400.0. Сохраяем, выходим из меню настроек.

• Небольшое видео по включению VFD-M вместе со шпинделем 1,5kW

Видео по настройке VFD-M

Дополнительная информация — еще видосы

Вместо вывода:

Частотный преобразователь — весьма полезное устройство. Я искал именно дешевый с хорошим соотношением цена/качество (так то Дельта — отличные частотники). И очень важно было найти ЧП для однофазной сети. На авито видел б/у по 10-15 тысяч рублей, но в тот период мне попадались все 3-фазные. Так что вариант получился отличный.

Сейчас заказал еще один с Тао на 2.2кВт (однофазный) для циркулярной пилы, так как замучился с фазосдвигающими конденсаторами. А тут сразу и плавный пуск, и реверс за $52.

Обзор на шпиндель от Jager

Техническая документация на VFD015M21A Еще про VFD-M При необходимости можно посмотреть видео на Ютубе про настройку — это более наглядно, чем читать техдокументацию. Особенно если нет опыта работы с ЧП. Подборка документации на VFD-M

Информация о посреднике

Собственно говоря, я пользовался услугами посредника Yoybuy При регистрации на первую покупку выдается купон на скидку $10 для заказов от $50, только купон валидный небольшое время. Заказывал почти 9 кг запчастей и электроники, вышло около $85 только за доставку (включая страховку и пересылку ДЛ).

Частотник По итогу обошелся около $70.

Для сравнения — цена на Delta VFD-M на Али Ps. В последних комментариях справедливо поднимают вопрос оригинальности Дельты. Я запросил продавца — самому интересно. Пока вопрос открыт. Планирую купить +110 Добавить в избранное Обзор понравился +112 +182

Источник: https://mysku.ru/blog/taobao/58092.html

Частотный привод 5-200Гц (10-400Гц) своими руками

В данной статье речь пойдет о частотном преобразователе, в простонародье, частотнике. Данный частотник, а в дальнейшем частотный привод, способен управлять 3-х фазным асинхронным двигателем.

В данном частотном приводе (ЧП) я использую интеллектуальныйсиловой модуль компании International Rectifier, а конкретно IRAMS10UP60B (на AliExpress), единственное, что с ним сделал, это перегнул ножки, так что, по сути, модуль получился IRAMS10UP60B-2. Выбор на данный модуль пал преимущественно из-за встроенного драйвера.

Главной особенностью встроенного драйвера является возможность использования 3 ШИМ вместо 6 ШИМ каналов. Кроме того цена на данный модуль на eBay около 270 рублей. В качестве управляющего контроллера использую ATmega48.

1. Выходная частота 5-200Гц
2. Скорость набора частоты 5-50Гц в секунду
3. Скорость снижения частоты 5-50Гц в секунду
4. 4-х фиксированная скорость (каждая из которых от 5-200Гц)
5. Вольт добавка 0-20%
6. Две «заводских» настройки, которые всегда можно активировать 
7. Функция намагничивания двигателя 
8. Функция полной остановки двигателя 
9. Вход для реверса (как без него)
10. Возможность менять характеристику U/F
11. Возможность задания частоты с помощью переменного резистора
12. Контроль температуры IGBT модуля (сигнализация в случае перегрева и остановки привода)
13. Контроль напряжения DC звена (повышенное-пониженное напряжение DC звена, сигнализация и остановка привода)
14. Пред заряд  DC звена  
15. Максимальная мощность с данным модулем 750вт, но крутит и 1.1кв на моем ЧПУ
16. Все это на одной плате размером 8 х 13 см .  

На данный момент защита от сверх тока или кз не реализованы (считаю нет смысла, хотя, свободную ногу в МК с прерыванием по изменению оставил) 

Собственно, схема данного девайса .

• 
• Проект в layout
• Ниже фото того, что у меня получилось   

Печатная плата данного девайса (доступна в lay под утюг)

На данном фото полностью рабочий экземпляр, проверенный и обкатанный (не имеет панельки расположен слева). Второй для теста atmega 48 перед отправкой (расположен справа) . 

Алгоритм работы устройства

Изначально МК  (микроконтроллер) является настроенным на работу с электродвигателем номинальным напряжением 220В при частоте вращающего поля 50Гц (т.е. обычный асинхронник, на котором написано 220в 50Гц). Скорость набора частоты установлена на уровне 15Гц/сек.(т.е. разгон до 50 гц займет чуть более 3 сек., до 150 Гц-10 сек ).

Вольт добавка установлена на уровне 10 %, длительность намагничивания 1 сек. (постоянная величина неизменна ), длительность торможения постоянным током 1 сек. (постоянная величина неизменна). Следует отметить ,что напряжение при намагничивании, как и при торможении, является напряжением вольт добавки и меняется одновременно. К слову, преобразователь частоты является скалярным, т.е.

с ростом выходной частоты увеличивается выходное напряжение.

 После подачи питания происходит заряд емкости dc звена. Как только напряжение достигает 220В (постоянное ) с определенной задержкой включается реле предзаряда и загорается единственный у меня светодиод L1. С этого момента привод готов к запуску. Для управления частотником имеется 6 входов:

1. Вкл (если подать лишь этот вход, ЧП будет вращать двигатель с частотой 5Гц)
2. Вкл+реверс(если подать лишь этот вход, ЧП будет вращать двигатель с частотой 5Гц, но в другую сторону) 
3. 1 фиксированная частота (задается R1)
4. 2 фиксированная частота (задается R2)
5. 3 фиксированная частота (задается R3)
6. 4 фиксированная частота (задается R4)

В этом управлении есть одно Но. Если в процессе вращения двигателя менять задание на резисторе, то оно изменится лишь после повторной подачи команды (вкл.) или (вкл+реверс.). Иначе говоря, данные с резисторов читаются пока отсутствуют эти два сигнала.

Если планируется регулировать скорость с помощью резистора в процессе работы, то необходимо установить джампер J1.В этом режиме активен лишь первый резистор, причем резистор R4 ограничивает максимальную частоту, то есть если его выставить на 50% (2.5 вольта 4 «штырь».

на фото ниже 5 земля), то частота R1 будет регулироваться резистором от 5 до 100Гц. 

Для задании частоты вращение нужно учитывать, что 5v на входе в МК соответствует 200Гц., 1v-40Гц, 1.25v-50Гц и т.д. Для измерения напряжение предусмотрены контакты 1-5, где 1-4 соответствуют номерам резисторов, 5- общий минус(на фото ниже). Резистор R5 служит для подстройки маштабирования напряжения DC звена 1в -100в (на схеме R30).

Внимание! Плата находится под напряжением опасным для жизни. Входа  управления развязаны оптопарами.

Особенности настройки

Настройка привода  перед первым включением сводится к проверке монтажа электронных компонентов и настройки делителя напряжения для DC звена (R2).

100 Вольтам DC звена должно соответствовать 1 вольт на 23 (ножке МК)- это ВАЖНО!!!!….На этом настройка завершена…

Перед подачей сетевого напряжения необходимо промыть плату (удалить остатки канифоли) со стороны пайки растворителем или  спиртом, желательно покрыть лаком.

Привод имеет «заводские » настройки, которые подходят как для двигателя с напряжением 220В и частотой 50Гц), так и  для двигателя с напряжением 380в и частотой 50гц. Данные настройки всегда можно установить если вы не решаетесь сами настраивать привод. Для того чтобы установить «заводские » настройки для двигателя (220в 50Гц) : 

1. Включить привод 
2. Дождаться готовности (если подано питание только на МК , просто подождать 2-3 секунды)
3. Нажать и удерживать кнопку В1 до тех пор, пока светодиод L1 не начнет мигать, отпустить кнопку В1
4. Подать команду выбора 1 скорости. Как только светодиод перестанет мигать, убрать команду
5. Привод настроен . В зависимости от того …………………….светодиод горел (если не горел, то привод ожидает напряжения на DC звене).

  При такой настройке автоматически в  записываются следующие параметры:

1. Номинальная частота двигателя при 220В — 50Гц
2. Вольт добавка (напряжение намагничивания, торможения ) — 10%
3. Интенсивность разгона 15Гц./сек 
4. Интенсивность торможения 15Гц./сек 

Если подать сигнал выбора второй скорости, то в EEPROM запишутся следующие параметры  (разница лишь в частоте):

1. Номинальная частота двигателя при 220В- 30Гц
2. Вольт добавка (Напряжение намагничивания, торможения ) 10%
3. Интенсивность разгона 15Гц./сек 
4. Интенсивность торможения 15Гц./сек 

Наконец, третий вариант Настройки:

1. Нажать на кнопку В1 и держать
2. Дождаться, когда светодиод начнет мигать
3. Отпустить кнопку В1
4. Не подавать напряжение на входа выбора 1-ой или 2-ой скорости 
5. Задать параметры подстроечными резисторами
6. Нажать и удерживать кнопку В1 до тех пор, пока светодиод не начнет моргать 

Таким образом, до тех пор, пока светодиод мигает, привод находится в режиме настройки. В этом режиме при подаче входа 1-ой или 2-ой скорости  в EEPROM записываются  параметры. Если не подавать напряжение на входа выбора 1-ой или 2-ой скорости, то фиксированные параметры в  EEPROM не запишутся, а будут задаваться подстроечными резисторами.

1. Резистор задает номинальную частоту двигателя при 220 В ( Так, например, если на двигателе написано 200Гц /220 то резистор нужно выкрутить  на  максимум; если написано 100Гц/ 220в нужно добиться 2.5 Вольта на 1-ом контакте. (1Вольт на первом контакте соответствует 40Гц); если на двигателе написано 50Гц/400В то нужно  выставить 27Гц/0,68 В (например:(50/400)*220=27Гц )так, как нам необходимо знать частоту двигателя при 220В питания двигателя. Диапазон изменения параметра 25Гц — 200Гц.(1 Вольту на контакте 1-ом соответствует 40 Гц) 
2. Резистор отвечает за вольт добавку. 1 Вольт на 2-ом контакте соответствует 4% напряжения вольт добавки (мое мнение выбрать на уровне 10% то есть 2.5 вольта повышать с осторожностью) Диапазон настройки 0-20% от напряжения сети (1 Вольту на контакте 2-ом соответствует 4%) 
3. Интенсивность разгона 1 В соответствует 10Гц/сек (на мой взгляд оптимально 15 -25 Гц/сек) Диапазон настройки 5Гц/сек — 50Гц/сек. (1 вольту на контакте 3-ом соответствует 10 Гц/сек) 
4. Интенсивность торможения 1 В соответствует 10Гц/сек (на мой взгляд оптимально 10 -15 Гц/сек) Диапазон настройки 5Гц/сек — 50Гц/сек. (1 вольту на контакте 4-ом соответствует 10 Гц/сек) 

После того, как все резисторы выставлены нажимаем и держим кнопку В1 до тех пор пока светодиод не перестанет мигать!!!! Если светодиод моргал и загорелся, то привод готов к запуску.Если светодиод моргал и НЕ загорелся, то ждем 5 секунд, и только потом отключаем питание от контроллера.

Ниже представлена вольт-частотная характеристика устройства для двигателя 220в 50Гц с вольт добавкой в 10 % . 

• Uмах- максимальное напряжение, которое способен выдать преобразователь
• Uв.д.- напряжение вольт добавки в процентах от напряжении сети
• Fн.д.- номинальная частота вращения двигателя при 220В . ВАЖНО
• Fmax- максимальная выходная частота преобразователя.

Еще один пример настройки

Предположим, у вас имеется двигатель, на котором указана номинальная частота 50Гц , номинальное напряжение 80В, Чтобы узнать  какая будет  номинальная частота при 220В  необходимо: 220 В разделить на номинальное напряжение и умножить на номинальную частоту (220/80*50=137Гц). Таким образом, мы получим,что напряжение на 1 контакте (резисторе) нужно выставить 137/40=3,45 В. 

Симуляция в протеусе разгон 0-50Гц одной фазы (на 3-х фазах зависает комп )

Как видно из скриншота с ростом частоты увеличивается амплитуда синуса. Разгон занимает примерно 3.1 сек.

По поводу питания

Рекомендую использовать трансформатор, так как это самый надежный вариант. На моих тестовых платах нет диодных мостов и стабилизатора для igbt  модуля 7812.

Для скачивания доступны две печатные платы. Первая та которая представлена в обзоре. Вторая имеет незначительные изменения, добавлен диодный мостик и стабилизатор.

Защитный диод ставить обязательно P6KE18A или 1.5KE18A ставить обязательно.

Пример размещения трансформатора, как оказалось найти совсем нетрудно.

Какой двигатель можно подключить к данному преобразователю частоты?

 Все зависит от модуля. В принципе можно подключить любой, главное, чтобы его сопротивление для модуля irams10up60 было более 9 Ом. Нужно учесть, что модуль irams10up60 рассчитан на маленький импульсный ток и имеет встроенную защиту на уровне 15 А  Этого очень мало.

Но для двигателей 50Гц 220В 750 Вт, этого за глаза. Если у вас высокооборотистый шпиндель, то скорее всего он имеет маленькое сопротивление обмоток. Данный модуль может пробьет импульсным током.

При использовании модуля IRAMX16UP60B (ножки придется загнуть самостоятельно) мощность двигателя по даташиту возрастает с 0.75 до 2.2 КВт.

Главное у данного модуля: ток короткого замыкания 140А против 47А, защита настроена на уровне 25А. Какой модуль использовать решать вам. Нужно помнить что на 1 кВт необходимо 1000мкФ емкости dc звена.

По поводу защиты от КЗ. Если у привода сразу после выхода не ставить сглаживающий дроссель (ограничивает скорость нарастания тока) и коротнуть выход модуля, то модулю придет «хана». Если у вас модуль iramX, шансы есть.  А вот с IRAMS шансов ноль, проверено.

Программа занимает 4096 кБ памяти из 4098. Все сжато и оптимизировано под размер программы по максимум. Время цикла есть фиксированная величина равная 10мс.

1. На данный момент всё вышеописанное работает и испытано. 
2. Если использовать кварц на 20МГц, то привод получится 10-400Гц; темп разгона 10-100Гц/сек; частота ШИМа возрастет до 10кГц; время цикла упадет до 5мс.
3. Забегая вперед следующий частотный преобразователь будет реализован на ATmegа64, иметь разрядность ШИМ не 8, а 10 Бит, иметь дисплей и множество параметров. 

Ниже смотрите видео настройки привода, проверки защиты перегрева, демонстрации работы (использую двигатель 380В 50Гц, а настройки для 220В 50Гц). Так сделал специально, чтобы проверить как работает ШИМ с минимальным заданием.)

В свободном доступе прошивке не будет, НО запрограммированный контролер ATmega48-10pu или ATmega48-20pu будет дешевле mc3phac. Готов ответить на все ваши вопросы.

Заказ прошитого контроллера

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

• сила с мозгами V1_2(1).lay (126 Кб)
• сила с мозгами V1_2_1.lay (134 Кб)

Источник: https://cxem.net/promelectr/promelectr27.php

Звезда и треугольник. Подключение двигателей

Произошёл тут такой случай. Принёс человек в ремонт новый двигатель, который проработал у него 10 секунд и задымил. Двигатель он подключил треугольником в обычную трехфазную сеть, а на шильдике двигателя есть схема, на которой написано: треугольник — 230 В. звезда — 400 В. В общем, подключил он неправильно, потому двигатель и сгорел.

Для тех, кто не понимает, почему нельзя делать так, как сделал сделал тот товарищ, спаливший двигатель, предназначена эта статья. Вот всем известные схемы подключения треугольником (D) и звездой (Y):

Всего с двигателя выходит 6 проводов: это начала трёх обмоток и их концы. Места соединений обмоток на схеме выше обозначены точками a, b, c и 0 (последний — только для звезды). В клеммной коробке шесть указанных клемм располагают в два ряда по три клеммы, причём клеммы начала и концов обмоток не находятся параллельно друг другу, а расположены так, чтобы было удобнее подключать треугольником (т.е. соединять начала одних обмоток с концами других):

Некоторые граждане иногда подключают нейтральный провод к нулевой точке при подключении двигателя звездой. На самом деле ничего хорошего от этого нет, делать так не нужно.

Совершенно неважно как вы подключаете двигатель: звездой или треугольником. Важно только то, какое напряжение вы подаёте на обмотки двигателя. Будет ли это напряжение получаться как межфазное (треугольник) или как фазное (между фазой и нулевой точкой — звезда) — двигателю это совершенно неважно.

Если у вас есть двигатель с номинальным напряжением обмотки 220 В и есть две разные трёхфазные сети, у одной из которых линейное напряжение 380 В (220 В на фазу), а у другой — 220 В (127 В на фазу), то к первой вы можете подключать двигатель звездой, а ко второй — треугольником, разницы для  двигателя не будет никакой, отличаться будут лишь токи, протекающие в проводниках на линии, ведущей к двигателю.

Линейное напряжение трёхфазной сети — это межфазное напряжение, именно оно обозначается на шильдиках двигателей. Фазное напряжение (между фазой и нейтралью) на шильдиках не обозначается.

Условно говоря, вы можете считать, что на шильдике обозначено фазное напряжение, но только в том случае, если собираетесь подключать двигатель только к одной фазе через конденсатор.

Для сетей переменного тока 50 Гц линейное напряжение выше фазного в квадратный корень из трёх раз (т.е. примерно в 1.73 раза, т.е. 220 х 1.73 = 380).

Выглядит всё это так, например, для двигателя мощностью 1.1 кВт с номинальным напряжением обмотки 220 В. Для тех, кто в танке: РИСУНОК СЛЕВА — это для РОССИИ, где 380 В 50 Гц, т.е. 220В на фазу,  а справа — это для стран, где трёхфазное напряжение 220 В, 50 Гц (или 127 В на фазу):

Для такого двигателя на шильдике будет написано: D/Y 220V / 380V, 4.9А / 2.8А.

Соответственно, в этих двух случаях отличаются только токи в проводниках, ведущих к двигателю (именно они указаны на шильдике, в то время как ток на обмотке будет одинаковый, что видно на рисунке сверху).

Следовательно, для России (линейное напряжение 400 В) для такого двигателя надо использовать схему подключения звезда.

Номинальное напряжение обмотки большинства двигателей при частоте тока 50 Гц обычно составляет либо 127 В , либо 230 В, либо 400 В, либо 690 В. Ну, или как было раньше: 220, 380, 660 В соответственно.  

Ответ такой: 

— для нормального подключения двигателя в однофазную сеть (через конденсатор) требуется, чтобы номинальное напряжение обмотки двигателя было не больше фазного напряжения электрической сети.

— с точки зрения экономики, при подключении двигателя в трёхфазную сеть выгоднее использовать двигатели с бóльшим номинальным напряжением обмотки, поскольку это значительно удешевляет прокладку кабельных трасс (что видно на рисунке сверху: 2.8А против 4.

85А — ну, и сечение проводов должно быть соответствующее). Кроме того, для двигателей со свободной нагрузкой на валу наиболее дешевым способом плавного пуска при подключении в трёхфазную сеть является пуск «звездой» с последующим переключением на «треугольник».

Эти условия являются взаимоисключающими, поскольку для подключения к однофазной сети 230 В номинальное напряжение обмотки двигателя должно составлять те же самые 230 В. А чтобы использовать двигатель в номинальном режиме путем его подключения «треугольником» (т.е. когда мы получаем на обмотках бóльшее (межфазное) напряжение), номинальное напряжение обмотки должно быть 400 В. 

По этой причине, производители условно делят все двигатели на две категории: 

1. Маломощные (менее 5 кВт), преимущественного бытового назначения, для которых может возникнуть потребность подключения к однофазной сети (не у каждого дома есть трёхфазная розетка). В России это двигатели D230V / Y400V.

2. Двигатели мощностью более 5 кВт, которые не имеют бытового назначения, а потому для них нет потребности подключения в однофазную сеть. Одновременно с этим, для них есть потребность использования более высокого напряжения для экономии на прокладке кабеля и может возникнуть потребность переключения со звезды на треугольник при пуске. В России такими двигателями являются D400V / Y690V.

Если двигатель имеет небольшую мощность (до 4 — 5 кВт), то его обычно делают с расчётом на возможность подключения к однофазной сети. Т.е. в трёхфазную сеть его подключают звездой, а в однофазную — треугольником через фазосдвигающий конденсатор. Для последнего случая также может использоваться пусковой конденсатор (отключается сразу после запуска). Выглядит это так:

Для того, чтобы двигатель можно было так подключить в однофазную сеть, его номинальное напряжение каждой обмотки должно быть равно фазному напряжению сети. Это значит, что если двигатель планируется использовать в России или Европе, то номинальное напряжение обмотки должно быть равно 230 В. В таком случае этот двигатель можно будет использовать как в трёхфазной сети с линейным напряжением 400 В (подключение звезда), так и в однофазной сети 230 В (подключение треугольником через конденсатор). Это те самые двигатели, где на шильдике написано напряжение D 220V / Y 380V.  Соответственно, если нужно такой двигатель использовать в стране с более низким линейным напряжением, например, в США (где линейной напряжение 240 В, а фазное — 120 В при частоте тока 60 Гц), то по-нормальному подключить такой двигатель в их однофазную сеть через конденсатор не получится. Однако, по крайней мере, можно использовать 3-фазное подключение треугольником. Для такого подключения потребуется немного более высокое напряжение, чем 230 В (из-за частоты тока 60 Гц), но у них там как раз 240 В, что как раз подходит.
Одновременно с этим, маломощные двигатели, предназначенные для стран, где стандартное напряжение ниже, чем у нас, будут подключаться как D 127V / Y 220V. Однако,  двигатели с такой надписью на шильдике вы вряд ли найдёте, потому что 127 В, 50 Гц — это очень малораспространённое напряжение в мире (см. тут). Поэтому, скорее всего, вам встретится двигатель с шильдиком, где будет указано напряжение D 115V / Y 208-230V.
Насчет заморочки с 208 вольтами можно почитать в этой статье.  Подключить такой двигатель к стандартной российской трёхфазной сети (все три фазы) можно только через преобразователь частоты переменного тока, поскольку на них есть возможность переключения линейного напряжения на выходе: 230 / 400 В.
В однофазную сеть можно подключить звездой через конденсатор. Тогда напряжение, подаваемое на каждое обмотку, будет составлять половину фазного напряжения сети (230 В / 2 = 115 В). Выглядит это вот так:

Для двигателей мощнее 5 кВт обычно не предусматривают возможность подключения в однофазную сеть, т.е. номинальное напряжение обмоток делают такое, которое соответствует линейному напряжению. Т.е. штатной схемой подключения таких двигателей в трёхфазную сеть является треугольник. В России и Европе это двигатели с номинальным напряжением обмоток 400В, т.е. где на шильдике написано D 400V / Y 690V. Для определённых задач, где на валу двигателя находится свободная нагрузка (системы вентиляции, осевые насосы), ну, и вообще те задачи, где возможно регулирование скорости вращения вала только лишь напряжением (трансформатором), часто используют схему подключения «звезда» при старте с последующим переключением на «треугольник». Т.е. при старте на обмотку подаётся заниженное напряжение 230В вместо номинальных 400В, а затем происходит переключение на штатный режим (т.е. на треугольник). Из-за свободной нагрузки на валу момент вращения при старте на низком напряжении также будет ниже, т.е. пусковой ток будет не столь высок, как при старте на номинальном напряжении. Поэтому такой пуск двигателя называют «щадящим». Следует помнить, что для нагрузок, требующих большого момента при запуске, подобный режим приведет напротив, к возрастанию тока в обмотках и последующим неприятным событиям.

Кроме того, надо иметь ввиду, что подключение двигателей даже со свободной нагрузкой на валу звездой для «щадящего старта» вовсе не означает, что если по такой схеме постоянно эксплуатировать двигатель (не переходя на треугольник), то такой режим станет «щадящим» для него.

Низкий момент при старте ещё не означает, что заниженное напряжение годится для его нормальной работы, поскольку сам двигатель (со своими номинальными характеристиками) обычно как раз и подбирается под конкретную нагрузку. Поэтому постоянная эксплуатация двигателей на напряжении ниже номинального иногда приводит к их выходу из строя.

Чтобы не было неприятностей двигатель всегда надо эксплуатировать на номинальном напряжении, а если требуется снизить обороты вращения вала, то тогда нужно использовать редукторы или преобразователи частоты переменного тока, а не пытаться решить вопрос самым дешёвым способом.

К слову сказать, частотник тоже меняет не только частоту тока, но и напряжение, однако, он это делает с умом.

Двигатели мощностью выше 5 кВт, изготовленные в США, будут иметь номинальное напряжение обмотки 220 В, т.е. на шильдике будет написано D 220V / Y 440V (для 60 Гц). Подключать такие двигатели к российской трёхфазной сети 400 В следует звездой, а к российской однофазной сети через конденсатор — треугольником. Касательно величин напряжения, есть двигатели, где более подробно расписано подключение для сетей 50 Гц и 60 Гц, например вот так:

Источник: http://montazhka.blogspot.com/2018/06/blog-post.html

Техника из Кореи 60 Гц — можно ли использовать в сети 50 Гц

Бытовая техника из Кореи или любая другая техника зарубежного производства нередко бывает предназначена для работы от электрической сети, частота переменного тока в которой составляет 60 Гц.

Естественно, у владельцев таких приборов возникает резонный вопрос – можно ли их использовать в России или других странах с частотой питающей сети 50 Гц? Ответ прост, как таблица умножения: можно! Но с учетом, что техника рассчитана на питание от сети с напряжением 220-230 Вольт.

Например, если на шильдике соковыжималки из Кореи указана рабочая частота 60 Гц, а напряжение 220-230V, то прибор будет исправно работать.

Откуда они вообще взялись?

Электрифицироваться мир начал в конце XIX-го – начале XX-го веков. В Америке у ее истоков стояли Эдисон и Вестингауз, Европу «приучали» к электроэнергетике в основном инженеры немецкой компании «Сименс». Стандартные частоты 50 и 60 Гц были выбраны, в общем-то, относительно случайно из диапазона 40…60 Гц.

Вот границы диапазона были выбраны не случайно: при частоте ниже 40 Герц не могли работать дуговые лампы, бывшие в то время основным электрическим источником искусственного освещения, а при частоте выше 60 Гц – не работали асинхронные  электродвигатели конструкции Николы Теслы, наиболее распространенные в тот период…

В Европе был выбран стандарт 50 Гц («золотая середина»!), у американцев прижился стандарт 60 Гц – на этой частоте стабильнее работали дуговые лампы.

Прошло больше века, дуговые лампы стали раритетом, а стандарты остались – и на работоспособности электрооборудования эта разница в 10 Гц практически не отражается.

Гораздо важнее напряжение в электрической сети – во многих странах оно примерно вдвое ниже, чем в России! А частота… в Японии, например, в трети префектур установлен стандарт 60Гц,  в оставшихся двух третях – стандарт 50 Гц.

Можно? Можно!

Можно смело утверждать, что от частоты питающей электросети работоспособность бытовой техники не зависит.

С точки зрения физики вообще и электротехники – в частности, это вполне очевидно: у вала 60-герцового электромотора переменного тока, подключенного к сети 50 Гц, частота вращения уменьшится всего на несколько процентов; незначительно снизиться мощность самого электродвигателя. Иными словами, он станет работать в щадящем режиме – в тех же, например, шнековых соковыжималках холодного отжима это только к лучшему.

В приборах с двигателями постоянного тока частота питающей сети вообще не играет никакой роли – установленные в блоке питания выпрямительные диоды справляются с напряжением любой формы и «герцовости».

Все вышесказанное абсолютно справедливо и для бытовой техники, имеющей встроенный или внешний импульсный блок питания.

Еще проще дело обстоит, если в состав блока питания входит обычный понижающий трансформатор – его выходные характеристики от изменения частоты напряжения в первичной обмотке изменяются незначительно.

Работоспособность еще одного типа приборов – нагревательных – вообще не зависит от частоты питающей электрической сети, для таких устройств куда большее значение имеет величина сетевого напряжения…

Можно! Только… внимательно!

Приборы, спроектированные для питания от сети с частотой 60 Гц, можно смело включать в электросеть с частотой 50 Гц.

Это, кстати, подтверждается одним не слишком известным фактом: если вскрыть какой-нибудь достаточно старый прибор с электромотором – пылесос, фен, миксер, соковыжималку холодного отжима – и внимательно прочитать надписи на шильдике двигателя, можно увидеть: «частота питающей сети …

50-60 Гц»! Частота 60 Гц используется в технике из Кореи, США, Японии и некторых других стран. Поэтому если вы заказали, к примеру, соковыжималку из Кореи, то теперь вы знаете, что хоть её рабочая частота и отличается от наших сетей, подключать прибор можно!

Справедливости ради нужно отметить, что есть все же тип электроприборов, которые в отечественную электросеть лучше не включать – это электрооборудование, в котором используется однофазный асинхронный двигатель.

И дело тут даже не в том, что у таких электромоторов скорость вращения зависит не от частоты питающей сети, а от приложенной к валу нагрузки — дело в том, что из-за принципа своей работы асинхронные электродвигатели очень чувствительны к частоте сети при пуске. Рассчитанный на 60 Гц «асинхронник» при 50 Гц просто не запустится…

К прмиеру, та же соковыжималка из Кореи может иметь те же 60 Гц в своих характеристиках, но если у неё отличается тип двигателя, то будьте готовы к тому, что прибор не включится. То же самое касается и любой техники из Кореи, Японии, США.

Вот на что ещё обязательно нужно обращать внимание при выборе техники из Кореи, Японии, Тайваня, США и ряда других стран  – на требования к величине питающего напряжения! Во многих странах, производящих технику (Корея, Япония и т.д.), электросети имеют рабочее напряжение 110 В, а не 220, как у нас.

Выбирая соковыжималку холодного отжима, обращайте внимание на рабочее напряжение прибора — оно должно быть 220V!

Техника для российских сетей

Для тех кого наша статья не показалась убедительной, на рынке есть аналоги самой востребованной техники, созданные специально для российских условий. Представляет такую технику марка RawMID с большим ассортиментом инновационных технологий для жизни.

Высокомощные блендеры, соковыжималки холодного отжима нового поколения, дегидраторы, проращиватели, ионизаторы, маслопрессы и многое другое можно приобрести в нашем интернет-магазине без опаски, что возникнет несоответствие с местными электросетями.

Товары этой марки имеют лучшее соотношение цены и качества, а также предлагают решения для частного сегмента и для малого бизнеса.

Источник: https://madeindream.com/articles/sokovyzhimalka-shnekovaya-60-ili-50-gerc-kupit.html

400 Гц

400 Гц [Apr. 9th, 2013|06:33 am] alex_avr Как известно, в электрической сети у нас переменный ток частотой 50 Гц. Но у вояк есть много всякого интересного вооружения и оборудования, которое в силу историческо-практических причин требует частоту 400 Гц. Как быть?Некоторые уже думаю догадались о военном решении этой проблемы :)Под катом ответ на вопрос и маленький ликбез по теме всякой интересной, мощной техники.В то время как современный разработчик бы начал в первую очередь думать обо всяких полупроводниковых преобразователях, хитрых схемах управления и о том, куда крепить радиаторы мощных ключей, вояки решили не заморачиваться и применить простейшее, дубовейшее, надежнейшее решение.Они просто соединили вал мотора работающего от 50 Гц и вал генератора выдающего 400 Гц :)Двигательно-генераторная установка. Весит это чудо каких-то 750 кг. С мощностью совсем запямятовал, но это десятки киловатт, а может даже и сотня-две.Кстати двигательно-генераторные схемы совсем не редкость и применяются до сих пор довольно активно, а раньше — еще активнее.Мало кто знает, что, например, во всех тепловозах привод колес идет от электрических двигателей, электричество для которых вырабатывает генератор, подключенный к дизелю. Делается это в силу того, что дизель имеет очень узкий диапазон скоростей вращения и абсолютно непригоден для прямого привода колес локомотива. Электрический же двигатель в этом отношении фактически идеален. Генератор — 8. Дизель — 9, тяговые двигатели находятся глубоко в тележках.Такая же схема используется например в БеЛАЗах, на ряде судов и подводных лодкок, а также прочей крупной технике.Надо отметить, что КПД подобных систем весьма высок и довольно близок к 100%. Главные достоинства — простота и надежность. Главный недостаток — габариты и масса, но и он спорный. Дело в том, что тяговые двигатели достаточно компактны, не требуют сложных коробок передач и, главное, могут быть установлены в самом удобном месте, как то прямо в колесе грузовика или в тележке тепловоза. Таким образом пропадает необходимость в сложных механических передачах, приводах, карданах и прочих механических устройствах.

Comments: From: ralphmirebs2013-04-09 03:09 am (UTC) (Link) >которое в силу историческо-практических причин требует частоту 400 Гц. Прошу подробности From: maxtar2013-04-09 03:14 am (UTC) (Link) У вояк, кстати, часто между двигателем и генератором присутствует еще громадный маховик. В результате получается простой и надежный UPS. А вот что за исторические причины требуют 400Hz? From: nicka_startcev2013-04-09 04:16 am (UTC) (Link) больше герц — мельче магнитопровод при той же мощности.Но дороже, ибо из более кошерных материалов. почему именно 400 — хз, но уже почти в 8 раз экономия по весу. From: maxtar2013-04-09 06:07 am (UTC) (Link) Хочу уточнить, правильно ли я понял: магнитопровод — т.е. речь идет о составной части двигателей и генераторов, т.е. только о движущихся частях? From: computer_2013-04-09 03:37 am (UTC) (Link) Алекс, в этот раз рассказываешь очевидные вещи)))а вот про 400 герц — я так понимаю, это пошло еще с самолетов, с целью снизить вес и размеры всяких катушек и трансформаторов? From: dimon_w2013-04-09 06:29 am (UTC) (Link) Еще 400Гц сеть позволяет применять простые надежные малогабаритные высокооборотистые асинхронные двигатели… From: alex_avr22013-04-09 09:48 am (UTC) (Link) Это для тебя очевидные :)99% людей делают круглые глаза когда слышат «три фазы» и пытаются понять что это и как это 🙂 From: electrician2019-02-25 07:25 pm (UTC) (Link) Первыми применили немцы на Фау, чтобы снизить габариты и ускорить работу автоматики. From: shewolf_org2013-04-09 03:54 am (UTC) (Link) Мало кто знает, что, например, во всех тепловозах привод колес идет от электрических двигателей В наше время, по-моему, этого мало кто не знает 🙂 From: dominikanez2013-04-09 05:38 am (UTC) (Link) Сегодня еще немало эксплуатируется тепловозов с гидропередачей. Как пример — маневровые тепловозы всех серий ТГМ, а их немало на ППЖТ и прочих крупных промышленных объектах. From: alex_avr22013-04-09 09:50 am (UTC) (Link) Кстати да, гидропередачи интересная тема. На некоторых мощных машинках используются интерсные девайсы на основе гидро 🙂 From: tuman_bl42013-04-09 08:06 am (UTC) (Link) > В наше время, по-моему, этого мало кто не знает 🙂Среди твоих друзей? )))) Все ж я с Алексом больше согласен )) From: shewolf_org2013-04-09 08:27 am (UTC) (Link) Среди моих друзей всё ещё хуже, о том, что тепловозы бывают с электрической и гидравлической передачей, я узнал лет то ли в семь, то ли в восемь 🙂 From: alex_avr22013-04-09 09:52 am (UTC) (Link) Ну это конечно среди кого рассматривать. Если брать всех в целом, то уверяю — никто вообще этого не знает :)Технически прошаренный народ то обычно в курсе 🙂 From: kkkooottt2013-04-09 04:34 am (UTC) (Link) Умформер жи! From: gray_bird2013-04-09 05:05 am (UTC) (Link) Для дома и семьи я себе завел вот такую штуку:Программируемые с кнопочек от 1 до 400Гц ну и все остальные плюшки. From: igorbasic2013-04-09 05:56 am (UTC) (Link) а зачем? From: dimon_w2013-04-09 06:36 am (UTC) (Link) В тепловозе ситуация обратная, энергия преобразуется механическая->электрическая->механическаяПреобразование электрическая->механическая->электрическая вроде применялось на электровозах для сетей постоянного тока и метровагонах, для питания низковольтного оборудования. From: ivan_d_s2013-07-04 06:23 am (UTC) (Link) На отечественных метровагонах (Г,Д,Е) цепи управления (75 В) питались от аккумуляторной батареи, подзаряжалась она от цепей освещения.Однако у электричек постоянного тока (даже тех ЭД4М , которые строятся сегодня) на прицепных вагонах действительно установлен мощный мотор с генератором для питания низковольтных цепей. From: crackhack2013-04-09 01:43 pm (UTC) (Link) >> В то время как современный разработчик бы начал в первую очередь думать обо всяких полупроводниковых преобразователях, хитрых схемах управления и о том, куда крепить радиаторы мощных ключей А мне как раз-таки умформер сразу и приходит в голову 🙂 По-моему, это куда лучшее решение, чем полупроводниковые преобразователи, тем более при больших мощностях, где применение последних не особо оправдано. Всему своя область применения. From: rumm2013-04-10 12:52 pm (UTC) (Link) Эх, классическая связка мотор-генератора. From: mitriy882013-04-10 01:10 pm (UTC) (Link) >>Такая же схема используется например в БеЛАЗах, на ряде судов и подводных лодкок, а также прочей крупной технике.И имя ей — агрегатирование.Две и более машин валы которых на одной оси.Встречается в цепях питания ОЧЕНЬ больших станков(карусельных например) т.е. почти на всех заводах. From: ivan_d_s2013-07-04 06:28 am (UTC) (Link) Как ни странно, лесная промышленность СССР тоже использовала повышенные частоты. Пила ЭПЧ-3 и ей подобные имела двигатель на 400Гц.

Источник: https://alex-avr2.livejournal.com/114833.html

Надежная ВЧ-технология 400 Гц

• Высокочастотный — это популярный термин используемый для описания определенного вида электрического тока, а именно тока с большей частотой, чем стандартные 50 — 60 Гц в большинстве нормальных однофазных или 3-фазных сетях питания.
• Стандартная частота = 50 или 60 Гц = 50 или 60 циклов в секунду.
• Высокие частоты, в случае многих других поставщиков высокочастотного оборудования для резки бетона, составляет 1000 Гц = 1000 циклов в секунду.

Почему частота более 50 Гц?

Причина почему мы используем частоту более 50 Гц заключается в том, что мы хотим чтобы электродвигатели вращались с большей скоростью чем стандартные двигатели.

Если крутящий момент постоянен, то более высокая частота (Гц) -> Более высокая скорость оборотов в минуту -> Большая мощность.

Электрический асинхронный 3-фазный двигатель определенного размера, создавая определенный момент, может привести к более высокой выходной мощности, если скорость вращения двигателя увеличивается. Для того, чтобы мотор вращался быстрее, магнитное поле должно вращаться быстрее, и это делается за счет увеличения частоты тока.

Если крутящий момент двигателя остается постоянным, мощность будет возрастать пропорционально с увеличением частоты. Если частота удваивается, скорость двигателя удваивается, и если момент является постоянным, то и выходная мощность удваивается.

400 Гц против 1000 Гц

Как уже говорилось, если скорость вращения двигателя удваивается, а крутящий момент остается постоянным, то выходная мощность удваивается. Таким образом, в теории, чем выше частота, тем меньше и легче, двигатель будет с той же выходной мощностью.

Но есть и обратная сторона всего и мы смотрим больше на надежность, чем на оптимизацию веса к мощности. В отличие от большинства других производителей, мы решили работать с 400 Гц, как с нашей основной частотой.

Это промышленный стандарт для двигателей, используемых в авиационной промышленности. 4-полюсный двигатель управляемый от 400 Гц тока будет вращаться с номинальной скоростью 12 000 об./мин.

Мы стараемся основываться в нашем производстве на разумных принципах, поэтому вариант двигатели с частотой 1000 Гц никогда не рассматривался. Изготовление мотора с частотой 1000 Гц является дешёвым способом  получения относительно мощного мотора с небольшим весом. Но в такой системе слишком много недостатков.

Срок работы подшипников в таких тяжелых условиях мал, что означает возникновение проблем у пользователя при длительном использовании оборудования.

Основная частота наших двигателей от 400 Гц до 440 Гц максимум. Такая частота продлевает срок службы подшипников и снижает частоту необходимого технического обслуживания.

Наши моторы достигают скорости 12000 об/мин, что может сказаться на весе продукции, но это может быть компенсировано за счет использования более качественных моторов, а именно, моторов с медным ротором.

Производительность медного ротора ручного изготовления на 30% выше, чем у алюминиевого литого, но и изготовление медного ротора обходится дороже. Тем не менее, мы уверены, что это правильное направление, т.к. надежность и прочность являются очень важными факторами нашего производства.

Источник: https://pentruder.ru/products/wall-saw/features/technology-400hz.html