Jak ovlivní frekvenční měnič odběr proudu?

[Pavel Kalenda]

 poradil by mi někdo, jaký rozdíl v odběru proudu mohu čekat pokud:

1) zapojím 230/400V asynchronní motor (3 kW, 1425ot, IP55) normálně do 3f sítě (asi na hvězdu, protože na trojuhelník uvádějí až 1728ot a to už je pro můj učel moc)
2) zapojím stejný motor přes frekvenční měnič do 1f 230V sítě (zas hvězda, on trojuhelník by ani nešel, že)

...chápu že kdybych vzal od výrobce dva identické motory, jeden uzpůsobený pro 230V a druhý pro 400V a zapojil je standardně bez měniče do sítě 1f nebo 3f, tak obecně s vyšším napětím v 3f síti bude odběr proudu nižší než v 1f síti. ten měnič mi v tom ale dělá guláš   a nejsem si jistý, zda ten motor měnič utáhne.

[Jirka Údržbář]

V naší síti se sdruženým napětím 400V, 50Hz, musíte elektromotor zapojit do hvězdy a bude mít 1425 ot./min..
1780 ot./min. by elektromotor měl v síti s 60Hz (což u nás není).

[Jirka Údržbář]

Pokud tento elektromotor ale budete připojovat do frekvenčního měniče s jednofázovým napájením  230V, musíte motor zapojit do trojúhelníku, protože frekvenční měnič vám vyšší napětí nedá.

[Kastner Lubomír]

Elektromotor je 3 fázový, takže ho můžete zapojit pouze na 3 fáze a to bud na 3x400V nebo na 3x 230 V. 1 fázové FM se běžně dělají pouze do výkonu 2,2 kW, ale možná vy máte nějaký který utáhne i motor 3 kW. Pak ale budete muset i značně posílit přívody k elektromotoru. A při zapojení EM na FM budete muset řešit i odrušení, chlazení, životnost ložisek apod.

[Jirka Údržbář]

Z vašeho úvodního dotazu mám dojem, že předpokládáte  možnost připojení elektromotoru na napětí 3x230V. To v naší síti nelze (lze pouze s frekvenčním měničem s jednorázovým napájením 230V dimenzovaným  na vyšší proudy při zapojení vašeho motoru do trojúhelníku).

[Pavel Kalenda]

mockrát  za podrobné odpovědi.

předpokládáte  možnost připojení elektromotoru na napětí 3x230V. To v naší síti nelze (lze pouze s frekvenčním měničem s jednorázovým napájením 230V dimenzovaným  na vyšší proudy při zapojení vašeho motoru do trojúhelníku).

přesně tak. jen jsem nepředpokládal to dimenzování FM na vyšší proudy, posílení přívodu k motoru... FM je na 4kw, In: 1f 220V±15%,  out: 3f 220V±15% ....pochopil jsem to tak, že zapojení do trojuhelníku 3x220V vyjde, co se týká výkonu motoru, nastejno jako zapojení do hvězdy 3x400V.  co mi ještě prosím uniká? 

[Kastner Lubomír]

mockrát  za podrobné odpovědi.

přesně tak. jen jsem nepředpokládal to dimenzování FM na vyšší proudy, posílení přívodu k motoru... FM je na 4kw, In: 1f 220V±15%,  out: 3f 220V±15% ....pochopil jsem to tak, že zapojení do trojuhelníku 3x220V vyjde, co se týká výkonu motoru, nastejno jako zapojení do hvězdy 3x400V.  co mi ještě prosím uniká? 

A jak vyřešíte napájení FM a jištění?  Standartní 1f rozvody nejsou na tak velkou zátěž stavěné.

[Pavel Kalenda]

to už se vracíme k mojí první otázce. píšu už opravené dle všech komentářů:

jaký rozdíl v odběru proudu ze sítě a výkonu motoru (230/400V asynchronní motor (3 kW, 1425ot, IP55)) mohu čekat pokud:
1) zapojím na hvězdu standardně do 3f sítě 3x400V
2) zapojím na trojuhelník přes frekvenční měnič (výstupem z FM bude sdružené napětí 3x230V) do 1f 230V sítě
3) zapojím a hvězdu přes silnější frekvenční měnič (výstupem z FM bude sdružené napětí 3x400V) do 1f 230V sítě

...pokud by to síť neutáhla, tak asi bohužel nic nevyřeším

[Jan Kelbich]

Nic ve zlym, jen chci všechny diskutující upozronit, že pan Kalenda je podle jeho jiných příspěvků teprve na začátku chápání I. Kirchhoffova zákona, tak asi nemusí všem radám zde úplně rozumět. Viz. např.

https://diskuse.elektrika.cz/index.php/topic,42522.0.html

Je sice znát, že se snaží tedy ty věci pochopit, naučit se to, ale od Kirchhoffových zákonů k frekvenčnímu měniči je to přeci jen asi dost velký skok.

Nechci tím nikoho od ničeho odrazovat, jen, prosím, zkuste na to při odpovídání myslet.

[Jan Kelbich]

Pane Kalendo, mám základní dotaz : váš záměr je učit se a experimentovat, nebo to na něco opravdu potřebujete ?

Pokud je Vaše úsilí motivováno potřebou vytvořit něco použitelného (navíc možná i rychle),  bude pro vás nejrychlejším řešením a také s nejmenšími škodami říci si to někomu, kdo to umí.

Nepatřím zrovna k těm, co by chtěli někoho odrazovat, takže pokud je Vaší motivací zvědavost, vzdělávání, myslím, že vám rádi poradíme. Jen bych si na takové experimenty vzal něco menšího, než zrovna 3 kW motor.

[Pavel Kalenda]

Pane Kalendo, mám základní dotaz : váš záměr je učit se a experimentovat, nebo to na něco opravdu potřebujete ?

Pokud je Vaše úsilí motivováno potřebou vytvořit něco použitelného (navíc možná i rychle),  bude pro vás nejrychlejším řešením a také s nejmenšími škodami říci si to někomu, kdo to umí.

Nepatřím zrovna k těm, co by chtěli někoho odrazovat, takže pokud je Vaší motivací zvědavost, vzdělávání, myslím, že vám rádi poradíme. Jen bych si na takové experimenty vzal něco menšího, než zrovna 3 kW motor.

mým cílem je vzdělání a samozřejmě také potřebuji zapojit ten motor. potřebuji 3kW, proto se ptám na 3kw, nemám nikoho, koho ych se zeptal, ptám se zde otázky, které pokládám, nepokládám jen tak. myslím, že má poslední otázka snad dává hlavu a patu nebo ne? zatím mi tu všichni zodpověděli vše krásně a mně srozumitelně a pomohlo mi to. kdyby mi k pochopení stačilo pročtení učebnice, tak se neptám ...hádám, že vy budete zrovna ten někdo, kdo tedy dle všeho teorii i praxi zvládá a umí ji (a mohl by ji) i vysvětlit, je to tak?  

[Honza Veselý]

Na  urovni 3kW si troufam odpovedet, co se tyce odberu, "NIJAK".
Maximalne si srovnas zaberovej proud a zjemnis(pro pripad ze mlati prevpdovka/spojka/ zaberove charekteristik y.
Na urovni 3kW resi vhodna dimenzace jistice.
H.

[Jirka Údržbář]

Na štítku motoru máte vyražený jmenovitý proud elektromotoru. Při zapojení motoru do hvězdy (3x400V) platí nižší hodnota proudu a při zapojení motoru do trojúhelníku (3x230V) platí ta vyšší hodnota proudu.
Podle zapojení motoru (buď do hvězdy přímo na síť, nebo do trojúhelníku ve spolupráci s frekvenčním měničem s napájením 230V) musí být na tento proud dimenzována i veškerá výzbroj  (i frekvenční měnič musí být schopen vydržet vyšší proud motoru).

K vašemu dotazu bod 3:
Frekvenční měnič s napájením 230V na svém výstupu k motoru vyšší napětí než 230V nevyrobí (zjednodušeně řečeno),  takže pokud k němu připojíte motor v zapojení do hvězdy (3x400V) a do frekvenčního měniče zadáte jmenovité napětí motoru 400V, motor se bude od určité frekvence odbuzovat a výkon neporoste, zůstane konstantní (což u některých aplikací nemusí vadit).

Doporučuji ke studiu adresu: pohonnatechnik a.cz\škola\frekvenční měniče.

Pro vaši aplikaci s frekvenčním měničem, si najděte šikovného pohonáře, který vám ji zrealizuje (pokud to bude možné).

[Martin Kurka]

poradil by mi někdo, jaký rozdíl v odběru proudu mohu čekat pokud:

1) zapojím 230/400V asynchronní motor (3 kW, 1425ot, IP55) normálně do 3f sítě (asi na hvězdu, protože na trojuhelník uvádějí až 1728ot a to už je pro můj učel moc)
2) zapojím stejný motor přes frekvenční měnič do 1f 230V sítě (zas hvězda, on trojuhelník by ani nešel, že)

...ten měnič mi v tom ale dělá guláš   a nejsem si jistý, zda ten motor měnič utáhne.

Asynchronní motor 400V Y 3kW si při plném výkonu bere cca 7A na každé fázi. Při rozběhu si krátkodobě vezme typicky sedminásobek, to je 49A v každé fázi.

Budeme se bavit o měniči napájeném z jednofázové sítě 230V:
Zákon zachování energie plati i pro měnič napájený z jednofázového přívodu. Aby se mohl pohánět motor i se ztrátami na měniči potřebujete dejme tomu 3,4kW příkonu z 230V. To je v ideálním případě naprosto odporové zátěže 15A při jednofázových 230V proti N.

Měnič je v podstatě můstkový usměr'novač s obrovskou kapacitou, která z 230V 50Hz udělá cca 300V DC (na sinusovce 230V je vrchol oblouku 325V). To je napětí DC meziobvodu. Z tohoto meziobvodu (kondenzátoru) nabíjeného na 300V - 315V (podle odběru) je napájen střídač tvořený dvěma trojicemi dvojitých spínačů v zapojení totemového sloupu. Jsou to spínače z výkonových polovodičů - pěkně drahé - a jejich zapínání a vypínání řídí velmi chytře a velmi rychle speciální mikroprocesor se speciálními obvody. Představte si to jako kontakty relé spínané šesti čipernými trpaslíky pod vedením dirigenta. Kdyby trpaslíci jenom spínali a rozpínali, lezly by do motoru jen obdélníky třífázově za sebou posunuté (tak se budí krokové motory). Ale to by se asynchronním motorům ani vám nelíbilo, motor by hlučel, krokoval a příšerně topil. Proto mají trpaslíci při spínání nařízeno mít parkinsonický třes, který jim při spínání klepe rukama. Někdy podrží relátko na jeden třes, někdy na dva, tři či více třesů, podle toho, co jim velí dirigent. Rychlost toho třesu (nejkratší sepnutí) je spínací, nebo modulační frekvence měniče a bývá 1,5 až 10kHz.

Pokračování

[Martin Kurka]

Pokračování
Z toho vyplývá několik věcí:
 - Proto motor nemůže dostat vyšší špičkové napětí, než je v DC meziobvodu.  Jelikož se trpaslíci snaží vymodelovat jakous-takous sinusovku a ne obdélníky, bude z kmitání spínačů špičkové napětí sinusovky 310V a efektivní cca 220V. To znamená. že je motor  trpaslíkům napájen z trojfázové sítě 3x220V a proto se musí jeho vinutí zapojit do trojúhelníka na 3x230V. A protože je nižší napětí, pak pro stejný výkon motoru poteče každou fází 12A - každý trpaslík spíná 12A.

- Protože nabíjíte v měniči kondenzátor, tak v okamžiku zapnutí měniče je nenabitý kondenzátor zkrat a prvotní nabíjecí proud je obrovský. Výrobci se jej snaží mnoha způsoby omezit, aby nebyl omezen jen impedancí sítě - to by se zapínací proudy v domácnosti pohybovaly  přes 600A, v průmyslu mnohem více). Ale i tak si umí méně chytrý a laciný měnič měnič vzít 35násobek jmenovitého proudu a kdo si tam nedá vstupní síťovou tlumivku řeší problémy.

- Protože nabíjíte v měniči vstupní kondenzátor není charakter příkonu do měniče induktivní, jako u motoru, ale odporový s malou kapacitní složkou.

- Protože nabíjíte v měniči vstupní kondenzátor není proud do měniče ze sítě sinusový, ale hodně divoký. Musíte si uvědomit, že veškerý výkon do kondenzátoru měniče je pumpován v době, kdy je anoda usměrňovací diody kladnější než katoda. A to je od 300V na vstupní sinusovce rostoucí po 300V na sinusovce klesající. Do kondenzátoru teče proud jen v době čepic sinusovky. A ten proud pro stejný potřebný příkon mnohonásobně vyšší, než by byl, kdyby tekl celou sinusovku. Pokud dáte před měnič síťovou tlumivku, ta umí proud dobře vyhladit, jak v ní vzniká a zaniká magnetické pole.
Také je špatné, že  zmršenému tvaru nabíjecího proudu vytváří napájecí proud měniče liché harmonické, které v trojfázové síti jsou velkou škodnou.


Velmi hodně stručně řečeno, měnič pro trojfázový motor si z jednofázové sítě vezme přes 3kW, hodně činného výkonu ale s nebezpečně vysokým zapínacím proudem a vysokým mršením proudu a tím i vysokým rušením.

Pokračování

[Martin Kurka]

Pokračování
Protože se výrobci snaží nepříznivé vlivy odstranit, moderní měniče s řízeným usměrňovačem, PFC korekcí, integrovaným EMC filtrem a nízkými spínacími ztrátami mají tyto vlivy značně sníženy a třeba i zapínací proud blízký provoznímu.
U měničů platí pravidlo, že čím je kvalitnější (a dražší) měnič, tím jsou levnější jinak drahé odrušovací a předřadné obvody a je vyšší energetická efektivita a provozní bezpečnost pohonu.

A každý výrobce měniče přikládá instalační a provozní manuál, ve kterém je vždy uveden jak rozběhový a provozní proud, tak ztráty měniče, typové schema apod.
Tam se vždy začíná, porovnáním mezi výrobci podle příručky.

Mimochodem u 3kW motoru a výše bývá lepší jít na měnič napájený trojfázově ze sítě 3x400V (s trojfázovým usměrňovačem),  který napájecí síť tolik netrápí. Ale u něj se motor zapojí do hvězdy na 3x400VAC, protože na DC meziobvodu trojfázového usměrňovače je 600V DC.


 

[Martin Kurka]

Na  urovni 3kW si troufam odpovedet, co se tyce odberu, "NIJAK".
Maximalne si srovnas zaberovej proud a zjemnis(pro pripad ze mlati prevpdovka/spojka/ zaberove charekteristik y.
Na urovni 3kW resi vhodna dimenzace jistice.
H.

Si fakt troufáte, ale pravdu nemáte...

[Pavel Kalenda]

Frekvenční měnič s napájením 230V na svém výstupu k motoru vyšší napětí než 230V nevyrobí (zjednodušeně řečeno),  takže pokud k němu připojíte motor v zapojení do hvězdy (3x400V) a do frekvenčního měniče zadáte jmenovité napětí motoru 400V, motor se bude od určité frekvence odbuzovat a výkon neporoste, zůstane konstantní (což u některých aplikací nemusí vadit).

nevadilo by, jen potřebuji dosáhnout tech cca 1400ot/min  tohle tedy nedá 3x400V na výstupu? mají v popisu že ano https://www.aliexpress.com/item/4000032608349.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.8ad14b4cm1qVOk&algo_pvid=cc3f7009-9498-4a77-a85e-6a7526021ccc&algo_expid=cc3f7009-9498-4a77-a85e-6a7526021ccc-5&btsid=5d1d7aeb-6ec3-4538-84e8-0a16f07602d0&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_9,searchweb201603_53  ..tak jako tak i kdyby ale potom bude tedy asi problém s jištěním a napájením FM... 

děkujii za rozsáhlý popis! měl jsem jen za to, že měnič viz odkaz výš by to mohl zvládnout. např. těch 49A na každé fázi tedy nevím, jak pokrýt. mám hlavní jistič 40A