Отличие однофазных частотников от трехфазных

Для управления скоростью вращения электрических двигателей разных типов и размеров применяются специальные устройства, называемые частотными преобразователями или инверторами. В зависимости от особенностей конструкции эти преобразователи могут быть одно- или трехфазными. Каждый тип рассчитан на различное значение питающего напряжения, имеет свои преимущества и применяется для решения разных задач.

Назначение частотных преобразователей

Включение в схему управления электродвигателем частотника позволяет плавно уменьшать или увеличивать момент вращения ротора. Это делает его запуск или остановку более плавными. Также наличие инвертора обеспечивает защиту обмоток и других элементов мотора от воздействия токов повышенной мощности, возникающих при запуске или резкой остановке. Ослабление воздействия пускового тока на систему приводит к снижению количества поломок, отсутствию необходимости перемотки обмоток и снижает энергозатраты до 2 раз.

Принцип работы частотного преобразователя

Принцип работы частотного преобразователя заключается в создании на выходе устройства управляющего тока с нужными характеристиками. Как следует из названия, требуемые значения достигаются при помощи преобразования частоты. Обработка сигнала производится следующим образом:

Выпрямление тока;
Получение необходимой частоты;
Фильтрация сигнала;
Формирование нужной характеристики.

Управление работой инвертора может производиться как с выносного или встроенного пульта, так и программным способом.

Однофазный частотный преобразователь

Однофазные частотные преобразователи рассчитаны на работу с питающим напряжением 220В. Поэтому устройства данного типа чаще всего применяются в бытовых электрических сетях.

Особенности подключения однофазных частотных преобразователей 220 В

В зависимости от решаемых задач при однофазном подключении на входе инвертора на выходе можно получить как однофазный, так и трехфазный сигнал. Это позволяет управлять работой даже асинхронных двигателей разных типов. Наиболее распространенным способом подключения частотных преобразователей на 220 В является схема «треугольник». Этот вариант позволяет снизить потери мощности и увеличить эффективность использования устройства.

Вариант подключения асинхронного двигателя через частотный преобразователь 220 В

Преимущества однофазного частотника

Небольшие размеры;
Малый вес;
Экономичность;
Широкий диапазон регулировки параметров;
Возможность подключения дополнительных опций.

Независимо от варианта исполнения и способа подключения инвертора затраты на обслуживание систем такого типа и стоимость самих устройств остаются невысокими.

Характеристики

Стандартные однофазные преобразователи рассчитаны на питающее напряжение в 220 В и частоту тока 50 Гц. Преобразование частоты сигнала в них возможно в пределах от 1 до 800 Гц.

Области применения

Благодаря простоте подключения и настройки, данный вид преобразователей нашел широкое применение в быту и на небольших предприятиях. Они востребованы в домашних мастерских и на других объектах, подключенных к городским электросетям.

Трехфазный частотный преобразователь

Преобразователи частоты с 3 фазами на входе имеют более широкие возможности для подключения и дальнейшего использования. При стандартном способе подключения данные устройства рассчитаны на работу в электрических сетях с питающим напряжением 380 В. Но в ряде случаев они могут быть использованы и в системах, рассчитанных на 220 или 127 В.

Особенности работы трехфазных частотных преобразователей 380 В

Схема подключения инвертора с 3 фазами на входе и на выходе

Преимущества трехфазного частотника:

Высокая производительность;
Простота настройки и эксплуатации;
Энергоэффективность;
Широкие возможности применения;
Повышенный уровень защиты от ударных нагрузок при запуске и остановке двигателя.

Такие инверторы способны сохранять необходимые выходные параметры даже при резких скачках питающего напряжения в сети.

Области применения

Основной областью применения трехфазных инверторов является подключение промышленных электроустановок, а также бытовое использование.

Сравнение однофазных и трехфазных преобразователей

Параметр	Однофазный	Трехфазный
Требуемое количество проводников	Только два проводника виз. фазы и нейтрали, которые необходимы для предоставления однофазной сети	требуется как минимум три провода для трех фаз (четыре провода, 3 линейных провода и 1 нейтральный в случае системы, подключенной по схеме "звезда") для подачи электроэнергии в нагрузку
Количество форм сигнала напряжения	Одна форма волны напряжения (практически синусоидальная)	Существуют три волны напряжения, соответствующие трем фазам
Напряжение питания	230 В с изменением ±10	При трехфазном источнике питания межфазное напряжение составляет 440 В с отклонением ±10
Параллельная работа систем разностного питания	Затруднена	Трехфазное питание обеспечивает простую параллельную работу различных систем
Пропускная способность при передаче электроэнергии	Пропускная способность 1-фазного источника питания меньше	При трехфазном питании может передаваться относительно больше мощности
Размер проводника	Используется большая площадь поперечного сечения проводника	Требуется относительно меньшая площадь поперечного сечения проводника
Сбой питания	Вероятность отключения питания из-за неисправности выше, поскольку в 1-фазном источнике питания только одна фаза. Если он выходит из строя, значит, нет питания.	Изменения при отключении питания меньше, потому что трехфазный источник питания имеет 3 фазы. Если неисправность в 1 или 2 фазах, то питание будет подаваться непрерывно с использованием оставшихся фаз.
Наличие нейтрального провода	Имеет нейтральный провод, который действует как обратный путь для тока.	Может присутствовать нейтраль, а может и нет. Это зависит от конфигурации схемы, если используется звездообразное соединение, то нейтраль будет присутствовать. Если используется треугольное соединение, нейтрали не будет.
Создание вращающегося магнитного поля	Однофазный источник питания не может создавать вращающееся магнитное поле в электрических машинах, таких как асинхронный двигатель.	Трехфазный источник питания может создавать вращающееся магнитное поле (RMF) в электрических машинах.
Пригодность	Подходит для распределения электроэнергии на короткие расстояния.	Используется для передачи электроэнергии на большие расстояния, а также для распределения высокой мощности при работе с трехфазными нагрузками.
Области применения	Используется для питания маломощных приборов, используемых дома и в офисах.	Используется для питания тяжелых нагрузок в промышленности.

Практические рекомендации по выбору инвертора

При выборе типа частотного преобразователя следует отталкиваться от параметров электродвигателя или другого устройства, для управления работой которого он предназначен. Также следует обращать внимание на напряжение питания, способ подключения и управления устройством.

Можно ли трехфазный частотник подключить к однофазной сети?

Трехфазное устройство является более универсальным. При необходимости его можно использовать в сети с напряжением 220 В, но для сохранения необходимого значения мощности может потребоваться использование дополнительных приборов или нестандартные схемы подключения.