Загальна перевірка двигуна
Різні типи перетворювачів частоти, що відрізняються робочими принципами, способами модуляції і комутації частоти, дають розкид ефективності для одного і того ж двигуна [4]. У теоретичних обчисленнях і лабораторних випробуваннях визначено, що безперервна максимальне навантаження (обертальний момент) приводу з перетворювачами частоти залежить в основному від способу модуляції і частоти перемикань перетворювача частоти.
Основний принцип роботи двигуна при живленні від перетворювача частоти полягає в тому, що максимально допустимий момент навантаження двигуна як функція частоти обертання його ротора повинен давати такий же ріст температури двигуна, як при харчуванні синусоїдальною напругою номінальної частоти при номінальному навантаженні [4]. Це зростання температури, як правило, відповідає класу ізоляції В.
Збільшення навантажувальної здатності двигуна можна досягти:
- підвищенням ефективності охолодження;
- фільтрацією вихідного напруги перетворювача частоти;
- спеціальною конструкцією ротора.
У перетворювачі частоти з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ) вихідна напруга (або струм) являє собою ряд імпульсів, а кабель між перетворювачем частоти і двигуном може мати протяжність 100 м і більше. Якщо хвильовий опір кабелю і обмотки двигуна не узгоджені, відбувається відображення хвилі напруги в обидва кінці кабелю. Це відображення збільшує піки напруги на клемах двигуна, а також в обмотці статора і може привести до пробою ізоляції. Для захисту від цього негативного явища необхідно дотримуватися наступних рекомендацій [4]:
- якщо поминальне напруга живлення мережі 415 В або менше, посилення ізоляції асинхронного двигуна не потрібно;
- якщо номінальна напруга живлення мережі 660-690 В, потрібне посилення ізоляції двигуна;
- якщо номінальна напруга живлення мережі в інтервалі 440? 575 В, необхідно додатково враховувати довжину кабелю між перетворювачем частоти і двигуном, а також вихідну потужність двигуна.
Існує ряд спеціальних заходів для зменшення перенапруги в обмотках двигуна:
- установка фільтрів на виході перетворювача частоти;
- використання спеціальних «демпфуючих» (збільшують загасання відбитої хвилі напруги) кабелів;
- застосування обмежувачів напруги на клемах двигуна.
Правильна установка заземлення дуже важлива взагалі, але в приводі з перетворювачем частоти йому має бути приділена особлива увага, щоб гарантувати:
- роботу всіх захисних пристроїв і реле;
- мінімальний або допустимий рівень електромагнітного перешкоди;
- допустимий рівень несе напруги, щоб уникнути струмів, що призводять до пошкоджень (відмов).
Необхідно враховувати, що в приводі з частотним перетворювачем сума напруг фаз ніколи не дорівнює нулю. Це стає причиною проблеми збереження на корпусі двигуна нульового потенціалу. Ємнісні напруги і струми в разі поганого заземлення статора можуть впливати на напругу живлення і вивести з ладу обладнання.