Можно ли включать частотный преобразователь без двигателя и нагрузки

Включать частотный преобразователь без двигателя можно: для самого прибора это безопасно. В отличие от некоторых силовых источников, инвертору не нужна минимальная нагрузка, и работа с разомкнутым выходом его не повредит. Но есть нюансы: при команде «Пуск» большинство современных частотников уйдут в аварию по обрыву выходной фазы, выходное напряжение без нагрузки нельзя достоверно измерить обычным мультиметром, а на клеммах U, V, W при этом присутствует опасное для жизни напряжение.

Включение без двигателя — обычная практика наладчиков: так вводят параметры до монтажа, проверяют прибор после хранения и ищут, где неисправность: в частотнике или в двигателе и кабеле.

Три разных ситуации

Под вопросом «включить без двигателя и нагрузки» обычно скрываются три разные ситуации, и ответ для них разный.

Ни в одном из этих режимов частотник не перегружается: чем меньше нагрузка, тем меньше ток через силовые модули и их нагрев. Силовая электроника частотника опасается избытка тока, а не его отсутствия.

Пуск без двигателя

Почему частотник уходит в аварию

Современные частотники контролируют ток в каждой выходной фазе. Если после команды «Пуск» тока нет или он есть не во всех фазах, срабатывает защита от обрыва выходной фазы. У разных производителей она обозначается по-разному: SPO, LOP, OPF, E.LF, AL30–AL32 и так далее. Для прибора эта авария безопасна — он просто сообщает, что не видит нагрузки.

Чтобы частотник работал без двигателя, эту защиту временно отключают соответствующим параметром. После проверки её обязательно включают обратно: в рабочем режиме она защищает двигатель от работы на двух фазах при обрыве кабеля или плохом контакте.

Как проверить выход частотника

На выходе частотника не синусоида, а последовательность прямоугольных импульсов с амплитудой, равной напряжению звена постоянного тока: около 310 В у моделей 220 В и около 540 В у моделей 380 В. Индуктивность обмоток двигателя сглаживает ток, а без двигателя сглаживать нечему.

Поэтому обычный мультиметр на выходе без нагрузки покажет случайные цифры — от нуля до значений выше сетевого напряжения. Это не признак неисправности. Для проверки выхода используют:

• мультиметр с функцией измерения на выходе частотника (режим VFD или LoZ с фильтром нижних частот) — он покажет действующее значение основной гармоники, близкое к заданному по U/f;

• симметричную нагрузку — небольшой исправный трёхфазный двигатель на столе: с ним токи фаз на дисплее частотника должны быть равными;

• параметры мониторинга самого частотника: выходная частота, выходное напряжение, напряжение звена DC.

Когда пуск без двигателя полезен

• Диагностика аварий по току и замыканию на землю. Если с отключённым кабелем двигателя авария исчезла — неисправность в кабеле или двигателе. Если осталась — неисправен сам частотник.

• Проверка прибора после покупки, ремонта или долгого хранения.

• Программирование и проверка цепей управления — дискретных входов, аналогового задания, релейных выходов и связи с контроллером — до подключения механизма.

Двигатель без нагрузки

Работа с двигателем, отсоединённым от механизма, — не просто допустимый, а рекомендуемый режим при пусконаладке.

Динамическая автонастройка. Частотник разгоняет двигатель и измеряет ток намагничивания. Большинство производителей требуют, чтобы вал был свободен или нагружен не более чем на 30 % — иначе измерение будет неточным. Если двигатель нельзя отсоединить, выполняют статическую автонастройку без вращения.

Пробный пуск. На свободном валу проверяют направление вращения, работу разгона и торможения, отсутствие стука и вибрации — до того, как ошибка в настройках сможет повредить насос, редуктор или конвейер.

Ток холостого хода. На частоте 50 Гц без нагрузки ток двигателя обычно составляет 30–50 % номинального, у маломощных двигателей — до 60–70 %. Это нормально: ток идёт на намагничивание, а не на полезную работу. Встревожить должны:

• ток холостого хода, близкий к номинальному или выше него, — часто признак неверной схемы обмоток (треугольник вместо звезды) или слишком большой форсировки;

• заметно разный ток в фазах — межвитковое замыкание или плохой контакт;

• нагрев двигателя на холостом ходу больше, чем обычно, — перевозбуждение из-за неверной характеристики U/f.

Длительная работа двигателя на холостом ходу от частотника ему не вредит. Исключение — векторный режим с неверными данными двигателя: без нагрузки он может раскачиваться по скорости. Подробно о настройке — в статье «Настройка частотного преобразователя для электродвигателя».

Первое включение после долгого хранения

Единственная ситуация, в которой само включение питания может повредить частотник, — первый запуск после длительного хранения без напряжения. Электролитические конденсаторы звена постоянного тока без напряжения постепенно теряют оксидный слой диэлектрика. При подаче полного напряжения через них идёт повышенный ток утечки, конденсаторы греются и могут выйти из строя.

Чтобы этого избежать, конденсаторы формуют — постепенно восстанавливают диэлектрик. Точные сроки и процедура указаны в документации производителя, ориентировочно практика такая:

Формовку выполняют от лабораторного источника или автотрансформатора: напряжение поднимают ступенями, например 25 %, 50 %, 75 % и 100 % номинала, выдерживая своё время на каждой ступени по руководству. Двигатель для этого не нужен — наоборот, формовку ведут без нагрузки и без команды «Пуск».

Поэтому запасные частотники на складе полезно раз в год включать в сеть на несколько часов без двигателя. Это и есть самый полезный случай включения частотника без нагрузки.

Что делать нельзя и меры безопасности

Выходные клеммы под напряжением и без команды «Пуск». Даже когда частотник стоит, клеммы U, V, W связаны с заряженным звеном постоянного тока через диоды и цепи драйверов. Касаться их и переключать провода можно только при отключённом питании и после разряда конденсаторов — смотрите время на корпусе и проверяйте напряжение между DC+ и DC−.

Работы с частотником под напряжением выполняет персонал с допуском по электробезопасности. Корпус прибора заземляют и при проверке на столе — из-за встроенного ЭМС-фильтра на незаземлённом корпусе появляется напряжение относительно земли.

Заключение

Частотный преобразователь можно безопасно включать без двигателя и без нагрузки: отсутствие тока ему не вредит. При пуске без двигателя нужно временно отключить контроль обрыва выходной фазы и помнить, что обычный мультиметр не покажет достоверное напряжение на выходе. Двигатель со свободным валом — рекомендуемый режим для автонастройки и первого пуска. Единственный случай, когда к включению нужно подготовиться, — первый запуск после долгого хранения, когда конденсаторы звена постоянного тока нужно сформовать.