Как подключить трехфазный двигатель к однофазной сети: простой способ на примере частотного преобразователя (VFD) за 5000 рублей

Простой и проверенный способ подключить трехфазный двигатель к однофазной сети без потери мощности. Для этого используется специальное устройство, который еще называют «частотник» или «инвертор», но правильно будет называть — Variable Frequency Inverter, то есть в переводе — частотный преобразователь. Это небольшой силовой источник, позволяющий выпрямить и стабилизировать однофазное сетевое напряжение (220 Вольт, 50 Гц, 1 фаза) и с помощью мощного ШИМ-инвертора сделать трехфазное напряжение (220…380 Вольт, с изменяемой частотой, 3 фазы). Именно такие преобразователи позволяют полноценно контролировать работу двигателей, обеспечивая дополнительно плавный пуск и торможение, контроль параметров (перегрузка и т. д.), позволяющие переключать направление вращения или регулировать обороты. В статье будет рассмотрен простой и недорогой (~ 5000 рублей на момент публикации) частотный преобразователь, в линейке которого предусмотрены модели на 1500 Вт, 2200 Вт, 3000 Вт и 4000 Вт.

Характеристики преобразователя:

• Модель: XSY-AT1.
• Мощность: 1500 Вт, 2200 Вт, 3000 Вт и 4000 Вт.
• Входное питание: 1 фаза 220В 50 Гц.
• Тип охлаждения: воздушное, активное.
• Тип управления: с панели, удаленное RS-485, внешние датчики.
• Размеры: 12 х 12 х 18 см.

Заказывал непосредственно со склада в Китае, так как обходится такой частотник дешевле, но есть и минусы — нужно ждать. Посылка относительно габаритная, пересылается карго/транспортными компаниями, а не почтовыми службами. Время доставки может затянуться на 3-5 недель. Упаковка — картонная коробка с иероглифами. Внутри мягкая упаковка и пакет, имеется инструкция и сам частотный преобразователь. Я заказывал именно самое дешевое устройство, никаких иллюзий к качеству не было. Единственный момент — я брал модель с запасом по мощности.

Внешний вид — стандартный, уже привычный преобразователь (у меня таких в «хозяйстве» три штуки). Напоминает преобразователи от Delta, но является упрощенной версией. По сути, в этой модели даже нет выхода на тормозные резисторы. С другой стороны, модель простая в эксплуатации, недорогая и уж явно удобнее, чем запуск двигателя через фазосдвигающий конденсатор.

Заднюю часть корпуса полностью занимает алюминиевый радиатор. Также предусматриваются два небольших вентилятора для активного охлаждения. Панель съемная, это позволяет устанавливать её для быстрого доступа к управлению, где-нибудь поближе к оператору. А корпус самого прибора можно установить под стойку или в шкаф.

Модель XSY-AT1. У меня мощность 4000 Вт, но модельный ряд «стартует» от 1500 Вт. Обычно, с однофазной сети проблематично снять более 4 кВт, так что если требуются более мощные модели, то есть смысл провести трехфазное питание в помещение и использовать трехфазные преобразователи. Обратите внимание на сигнальные клеммы — можно подключить управление через ModBus, можно установить внешние датчики или реле. Например, внешний потенциометр для регулировки оборотов подключается к клеммам COM, 10V и Vi1. А внешний запуск/остановку/реверс можно подключить к клеммам Х4/Х5.

В плане подключения все просто: входная однофазная сеть (два провода L и N, либо три провода с учетом заземления L/N/PE). Для подключения потребуется снять защитную панель, которая прикрывает два ряда сигнальных клемм и силовые клеммы (ниже). Для подключения я использую мягкий многожильный провод, предварительно оконцованный наконечниками НШВИ.

Выход преобразователя к двигателю подключаю также трехжильным проводом, можно использовать экранированные силовые провода: U, V и W — это три фазы для двигателя. При подаче питания на преобразователь сначала происходит проверка и контроль систем, срабатывает реле коммутации и включается дисплей. На дисплее есть текущее отображение параметров: частота вращения, напряжение и токи.

Первое время я включал с панели — кнопка включения Run. Есть кнопка выбора направления вращения (вперед FWD или реверс Rev). Но в дальнейшем сделал управление с помощью кнопок Старт/стоп, расположенных рядом с рабочей зоной. Заодно спрятал корпус частотника в шкаф, от пыли и стружки.

Регулировка частоты вращения двигателя по умолчанию настроена на потенциометр, расположенный на панели самого устройства. Очень удобно подбирать обороты. Особенно у меня на ленточном шлифовальном станке, когда практически под каждую ленту нужно выставлять свой режим работы.

Для измерения параметров нажимаем кнопку «Prog» и выбираем нужную ячейку памяти. Параметров много, но они сгруппированы и базовые настройки, как правило, размещены в начале. Например, ячейка Р10 позволяет выбрать источник сигнала для регулировки частоты оборотов двигателя. По умолчанию, это значение «1» (с потенциометра на панели самого преобразователя). Если подключаете внешний потенциометр, то нужно будет установить значение «2». Также есть смысл проверить значения в ячейке Р11 — сигнал Старт/Стоп. Обычно, я выношу запуск и остановку на внешнюю кнопку, для этого нужно будет изменить значение в ячейке с «0» на «2».

Всего параметров 128 (с Р0 по Р127), и лучше предварительно ознакомиться со всей таблицей. Электронная версия инструкции доступна по ссылке. Если что-то меняете, лучше предварительно запишите значения. Изменяются при нажатии FUNC/DATA, корректировка стрелочками на панели. Также есть смысл изучить таблицу с ошибками: при отключении питания вы часто будете видеть ошибку «Err2» — критически низкое напряжение на входе.

Настроил и подключил к двигателю буквально за 5 минут. Сам двигатель подключается треугольником (если у вас в клеммной коробки двигателя «звезда», то лучше перекоммутировать. Удобно настраивать подключение таким образом, что бы при прямом включении (Forward) двигатель бы начинал вращение в нужном направлении. А реверс тогда включать при необходимости, например, с панели. Если крутится в обратном — можно поменять местами подключение пары проводов, идущих к двигателю на самом частотнике или на двигателе. В самом двигателе коммутация у меня сделана «треугольником».

Использую для трехфазного асинхронного двигателя, который установлен на ленточном шлифовальном станке. Двигатель мощный, и запускать его через конденсатор (с потерей мощности) нет желания, проводить трехфазную сеть в мастерскую — нет возможности. И вот такой частотный преобразователь помогает решить вопрос, заодно обеспечивая удобное подключение (внешние кнопки и управление) без потери мощности двигателя.

И если интересно, что внутри у этого «зверя», то прикладываю фотографии разобранного преобразователя. Разбирается достаточно просто, можно самостоятельно заменить, например, вентиляторы или ёмкости. По опыту скажу, что при серьезном пробое «вылетает», как правило, вся силовая часть. Лично мне проще купить еще один недорогой преобразователь, в запас, чем ремонтировать старый. Критичный момент для выбора модели — нужно брать с хорошим запасом, не менее 30% по мощности. Я обычно беру двухкратный запас, нагрузка на силовую часть будет меньше. Конструкция разборная, на съемных шлейфах, На радиаторе хорошо видны IGBT модули силовой части. Предусмотрены варисторы для защиты от всплесков в сети. Накопительные ёмкости впечатляют — это пара по 820 мкФ и 400В, плюс небольшой 270 мкФ и 400 В.

Мой вариант в обзоре — брендированная версия EXCELLWAY из магазина Banggood, брал с доставкой из РФ и со скидочным промокодом BGb108af, цена очень даже: 4 900 рублей за версию 1500 Вт и 8 500 рублей версию 4000 Вт (до конца января). Но есть и аналогичный вариант XSY-AT1 с Алиэкспресс, незначительно дороже (за счёт разных обменных курсов), для тех, кому лень регистрироваться в магазине Banggood.

Рекомендую другие статьи по теме:

Выбираем пилу для дачи и гаража. Подборка аккумуляторных пил под батареи Макита 21 Вольт (LXT).

Обзор сабельной пилы за 1600 рублей из Китая для резки всего.

Обзор недорогой цепной пилы из Китая для обрезки веток.

Другие обзоры и тесты смартфонов, инструмента и гаджетов вы можете найти в моем профиле и по ссылкам ниже. Спасибо за внимание!

Реклама BANGGOOD TECHNOLOGY CO., LIMITED ИНН 61754701, erid: 2SDnje5tgrL

Реклама: ООО «АЛИБАБА.КОМ (РУ)» ИНН 7703380158, erid: 2SDnjeeWR3v