Sterowanie silnika przez falownik, trójfazowy - gwiazda

Witam,

Obecnie mam taki problem:

Chodzi o sposób połączenia silnika z falownikiem. Czy lepsze połączenie w gwiazdę czy w trójkąt?

W instalacji do przepompowywanie cieczy o konsystencji oleju używana jest pompa zębata. Pompa jest połączona z silnikiem 1,5kW. Sterowanie silnika przez falownik.

Silnik ma 6 wyprowadzeń. Jest przystosowany do zasilania 240V przy połączeniu w trójkąt i 400V przy połączeniu w gwiazdę (D/Y - 6.1A/3,5A).

Zasilanie silnika realizowane jest przez falownik zasilany z trzech faz (400V).
Na wyjściu falownika napięcie max to 400V, prąd max 6,9A.
Max napięcie wyjściowe falownika może być ograniczone do 240V aby podłączyć silnik w trójkąt. I analogicznie można je ustawić na 400V i połączyć silnik w gwiazdę

Falownik to Yaskawa seria J1000.
Symbol falownika to: CIMR-JC4A 0007BAA.

Poniżej tabela parametrów falownika:


Aby pompa pracowała cicho częstotliwość wyjściowa ustawiona na 35Hz.


Teraz moje pytanie.

Które z połączeń jest lepsze dla układu: trójkąt czy gwiazda?
Oba są jak najbardziej możliwe i wg. mnie bezpieczne.
Czy zmiana sposobu połączenia ma wpływ na charakterystykę pracy i straty w układzie, żywotność silnika?

Dodam, że gdy silnik podłączony bezpośrednio do sieci, połączenie w gwiazdę, ma on wystarczający moment aby poruszać pompę. Falownik został zastosowany aby zniwelować kawitację (objawiała się ona głośnym stukaniem wewnątrz pompy, głośną pracą).

Pozdrawiam

ssllaawweekk pisze: Które z połączeń jest lepsze dla układu: trójkąt czy gwiazda?
Oba są jak najbardziej możliwe i wg. mnie bezpieczne.
Czy zmiana sposobu połączenia ma wpływ na charakterystykę pracy i straty w układzie, żywotność silnika?

Zarówno trójkąt jak i gwiazda jest normalnym trybem pracy silnika. Zmienia się tylko jego moc bo i napięcie jest mniejsze.
Jednak połączenie w gwiazdę stosuje się niemal wyłącznie po to , aby zmniejszyć prąd rozruchowy i nie wywalać korków. Albo przy większych silnikach, aby wszystkie światła w okolicy nie przygasały
Jeśli silnik został dobrany przez producenta pompy, to należy używać połączenia w trójkąt. Jeśli dobrałeś go sam, to można połączyć w gwiazdę aby zmniejszyć zużycie prądu. Jednak aby nie popełnić błędu, trzeba by wiedzieć z jakim poślizgiem (różnica wirowania pól magnetycznych) pracuje silnik.
Jednak tą oszczędnością to bym sobie nie zawracał zbytnio głowy. Maksymalna sprawność jest przy połączeniu w trójkąt i odpowiednim obciążeniu silnika. Przełączenie w gwiazdę może nie dać sensownych korzyści.

No i jeszcze jedno, w pompach i wentylatorach moment obciążenia rośnie wraz z obrotami. Podobnie jak moment silnika trójfazowego, wiec jest to idealne połączenie. Ale to że silnik rusza swobodnie, nie znaczy wcale że przy większych obrotach będzie miał równie łatwo.

Tylko czy takie rozważania maja sens przy falowniku? Jak masz regulację maksymalnego napięcia wyjściowego to łączysz w trójkąt i ustawiasz napięcie międzyfazowe na 230V

Dla izolacji uzwojeń bezpieczniej będzie podłączyć w gwiazdę w mojej opinii. Mimo że prąd maksymalny można ograniczyć i zapewne ustawić punkty charakterystyczne V/f dostosowując do zadanej krzywej odpowiadającej podłączeniu w trójkąt to należy zwrócić uwagę jak jest tworzony sygnał quasi-sinusoidalny w falowniku. Otóż wykorzystywana jest modulacja PWM kluczująca tranzystory IGBT stopnia mocy. Tranzystory te kluczują pełne napięcie linku DC. Jeśli zasilasz z 400 VAC, to szczytowe napięcie na kondensatorze linku DC to ~563 V. Silnik pewnie to wytrzyma, ale po co kusić los i wpływać potencjalnie na zmniejszenie niezawodności?

witam.
silnik jest na 3 fazy ( 240 / 400 ) i falownik na 3 fazy.
łączymy w gwiazdę - można znaleźć w sieci dlaczego.
nie twórzcie Kol. szamańskich teorii - proszę uprzejmie.
Kol. spali silnik i co wtedy ?
pzd.

Kolego "strikexp"

Piszesz cyt. "Jeśli silnik został dobrany przez producenta pompy, to należy używać połączenia w trójkąt. Jeśli dobrałeś go sam, to można połączyć w gwiazdę aby zmniejszyć zużycie prądu. Jednak aby nie popełnić błędu, trzeba by wiedzieć z jakim poślizgiem (różnica wirowania pól magnetycznych) pracuje silnik.

Jestem na 90% pewny, że silnik został dobrany przez producenta pompy. Jeśli możesz wyjaśnij dlaczego w tym wypadku stosować połączenie w trójkąt i jaki wpływ ma poślizg na pracę zestawu.

Przy okazji przypomnę. Pompa pracująca pełną prędkością, zasilona z sieci 400V 50Hz, wyje tak głośno, że nie da się wytrzymać. Do tego kawitacja.

Temat jest dla mnie ważny. Dodatkowym problemem w systemie jest zmienna gęstość przepompowywanej cieczy. Im zimniej tym większa ale bez przesady. Obecnie, lato, ciecz jest "rzadka". Będąc w pracy mogę podać dokładne liczby. Czy więc przy połączeniu w trójkąt pompa będzie radzić sobie lepiej przy rozruchu?? Czy ktoś może się wypowiedzieć.

Falownik w zestawie pełni też funkcję softstartu. Czas rozruchu to 5s.

Pozdrawiam

[ Dodano: 2017-08-05, 09:14 ]
Jeszcze raz podkreślam: Gdy łącze silnik w trójkąt, ograniczam napięcie na wyjściu falownika do 240V. Silnika nie spalę.

Często czytam o tym, że przy połączeniu w trójkąt moment rozruchowy jest 3 razy większy. Czy jednak w tym układzie, to prawo ma zastosowanie?

Kolego ssllaawweekk twój problem z nadmiernym hałasem pompy nie ma żadnego związku z falownikiem, silnikiem i jakimkolwiek prądem - problemem jest po prostu zbyt duży luz między zębny kół zębatych w pompie, np. dla danego medium i warunków pracy, co powoduje "wibracje" koła napędzanego i ów hałas.

Powody:
1) zwykłe zużycie mechaniczne kół (wytarcie wynikające ze "starości" lub źle dobranego materiału kół zębatych do tłoczonego medium) nawet dla całkiem nowej pompy przy tłoczeniu cieczy o złych właściwościach smarnych (nie każda ciecz "oleista" ma właściwości smarne oleju hydraulicznego)
2) zbyt niskie ciśnienie na wyjściu z pompy w stosunku do lepkości pompowanej cieczy i/lub "pulsacja" poboru pompowanej cieczy.

ssllaawweekk pisze:... Gdy łącze silnik w trójkąt, ograniczam napięcie na wyjściu falownika do 240V. Silnika nie spalę...

Formalnie nie ograniczane jest napięcie. Ograniczana jest szerokość impulsu w taki sposób że całka po czasie obwiedni tego impulsu zbliżona jest do scałkowanej wartości obwiedni sinusa o zadanym napięciu.
Kombinacje z łączeniem w trójkąt uzwojeń silnika zasilanego z falownika zasilanego z 400 VAC są dla mnie niezrozumiałe i nie praktykuje się takich rozwiązań.

Kolego SUJ,

Czy dobrze rozumiem: Zmieniając szerokość impulsów zmieniamy wartość skuteczną napięcia na zaciskach cewek silnika?

Kolego GumiRobot,
Przedstawiciel handlowy producenta pompy rekomenduje pompę do tej cieczy.
Ten sam przedstawiciel polecił aby zmniejszyć obroty pompy. Rozwiązanie pomogło. Przy obecnej cichej pracy układu nie przekonam nikogo do zmiany pomp, które rzeczywiście są już dość stare. Pompa z silnikiem jest połączona praktycznie na sztywno. Jest tylko sprzęgło z tworzywa jako zabezpieczenie.
Na pracę pomp ma też na pewno wpływ długa linia transportu cieczy za pompą i pewnie ilość cieczy w zbiorniku z ssakiem. Pompa jest na poziomie dna zbiornika.

Właściwości fizyczne cieczy dadzą o sobie znać zimą. Zależy mi na tym aby układ był w tym czasie jak najlepiej przygotowany.

Klucze w falowniku (tranzystory IGBT) mogą w uproszczeniu być w stanie załączenia i wyłączenia. Przed kluczami jest prostownik trójfazowy z pokaźnej pojemności kondensatorem. Napięcie na wejściu tego klucza, jeśli falownik zasilasz z 400 VAC wynosi około 563 VDC (+/- kilkadziesiąt woltów). Zazwyczaj układy pomiarowe na wyjściu falownika mierzą prąd. I tak sterują szerokością impulsów kluczy, aby jego kształt zbliżony był do sinusa. Nie zmienia to faktu, że w uproszczeniu na wyjściu falownika pojawiają się krótkie impulsy o pełnym napięciu. Dopiero we "współpracy" z indukcyjnością uzwojenia i innymi zjawiskami zachodzącymi w silniku przebieg ten zaczyna przypominać sinusoidę.
Dostosowanie twojego falownika do zasilania silnika 3x230 VAC przy zasilaniu z 3x400 VAC polega zapewne na ograniczeniu maksymalnego prądu do wartości odpowiadającej silnikowi 3x230 VAC. Ale pozostaje mniejszy margines przeciążalności, bo przy 3x230 VAC dla tej samej mocy/momentu musi być większy prąd falownika.
W mojej praktyce w przemyśle nie spotkałem się z zasilaniem silnika 3x230 VAC z falownika zasilanego 3x400 VAC. Jakie by to miało dać korzyści? Najlepiej to chyba zrobić zgodnie ze sztuką - falownik zasilany 3x400 VAC => uzwojenia silnika połączone dla napięcia 3x400 VAC, czyli w tym przypadku w gwiazdę.

Jeszcze pytanie. Czy falownik ustawiony jest w trybie V/f czy wektorowym.