Монтаж термопанелей


Монтаж фасадных панелей производится в следующем порядке:

  1. Установка стартовой планки(цокольный профиль).
  2. Сверление отверстий под дюбели, намеченные в монтажных отверстиях швах.
  3. Нанесение монтажной пены на тыльную сторону(утеплитель) по периметру и по диагоналям панели.
  4. Крепление фасадных элементов с помощью дюбелей сквозь просверленные отверстия.
  5. Укладка слоя монтажной пены в местах стыковки следующей панели.
  6. Затирка швов.

Установка стартовой планки.

Цокольный профиль устанавливается по уровню и служит стартовой рейкой и отливом для дождевой воды. Рекомендуется закреплять стартовую планку на 10 см ниже нулевой отметки (уровень пола утепляемого помещения), чтобы избежать «мостиков холода». Крепление производится с шагом 30-50 см при помощи дюбелей. Рейки на углах стыкуются косым срезом.

Монтаж фасадных элементов.

Монтаж системы всегда начинают от угла здания. После того,как отбита на основании стартовая отметка и установлен цокольный профиль или монтажная опора, при помощи отвеса отмечают высоту первого ряда фасадных элементов. В случае неровности стены необходимо установить вертикальные маяки в местах соединения фасадных элементов. Перед установкой под каждую панель нижнего ряда по цокольному профилю прокладывают валик полиуретановой пены.Панели устанавливают на угол здания (с опорой на цокольный профиль или временную монтажную рейку),обеспечивая расстояние между стыком угловых панелей для заполнения затирочным составом, предварительно обрезав края панелей под углом 45º,закрепляют дюбелями. Далее ведется монтаж граничащих панелей стык в стык(технологический зазор под затирочный состав предусмотрен конструкционными особенностями панели). В той же последовательности ведется монтаж элементов следующих рядов.

Крепление фасадных элементов.


Нагель по бетону

На лицевой стороне панелей имеются монтажные отверстия. Все отверстия, предназначенные для крепления дюбелями, сверлятся на глубину, на 2-3 см превышающую длину крепежного элемента. Дюбель устанавливается в отверстие от руки. При этом шляпка дюбеля утапливается в шов между облицовочными плитками, распорный элемент-шуруп вставляется в дюбель и заворачивается при помощи шуруповерта с отрегулированным усилием крутящего момента,во избежании порчи панели в результате чрезмерного давления.

Дюбель устанавливается так, чтобы его шляпка легла в специальную выемку монтажном отверстии.Повреждение пластмассовой головки гвоздя не допускается. Крепление панелей дюбелями необходимо выполнять в процессе монтажа сразу после установки каждого отдельного элемента.

Уплотнение фасадной системы с помощью полиуретановой пены.

Для нанесения пены применяется специальный пистолет для баллонов с полиуретановой пеной.На каждую панель перед монтажом на тыльную сторону(утеплитель)наносится валик из пены по периметру и по диагоналям. После монтажа каждой панели в местах стыковки следующей, укладывается валик из пены для устранения возможных мостиков холода в местах соединения. Уплотнение по контуру панелей производится по мере установки каждой отдельной панели.

ВНИМАНИЕ! Необходимо применять пену с низким коэффициентом вторичного расширения. При температуре ниже плюс 5ºС необходимо применять зимнюю пену.

Изготовление резаных фасадных элементов.

При облицовке фасадов возникает необходимость резать панели по месту примыкания к проемам, углам и архитектурным деталям. Для этой цели на строительном участке применяется угловая шлифовальная машина или камнерез.

Также с помощью угловой шлифовальной машины восстанавливают на резаных краях вертикальные швы (или половинки швов), срезая тонкую полоску облицовочной плитки, по ширине соответствующую швам на панели.

Затирка швов может осуществляться двумя способами:

Затирка стыковочных швов.

Затирка стыковочных швов – экономичный способ отделки фасада, при которой затираются места стыковки панелей друг к другу и монтажные отверстия.

Затирку стыковочных швов рекомендуется применять в том случае, если в настоящий момент не имеется возможности по погодным или финансовым соображениям осуществить полную затирку швов. А так же когда к фасаду здания не предъявляются высокие эстетические требования.

Плюсы: небольшой расход затирочной смеси, небольшое количество время и трудоемкость.

Минусы: стыковочные швы могут стать заметны в процессе эксплуатации, или при выпадении осадков и забивки пылью в процессе производства работ и высыхания, а также при не соблюдении технологии затирки.

Затирочная смесь «ФАСТЕРМ» укладывается при помощи пистолета для герметика в стыковочный, обеспыленный и увлажненный паз по периметру панели. В зависимости от температуры окружающей среды, потребуется время для начала схватывания состава(ориентировочно 5-20 мин.) после этого кельмой для затирки, ширина которой должна соответствовать размеру швов, разгладить затирку до получения равномерно уложенной гладкой поверхности, при необходимости кельму можно смачивать водой.После того как затирочная смесь подсохла, необходимо удалить, при помощи сухой или влажной ветоши, остатки смеси с лицевой поверхности панели. Не рекомендуется замывать затертые швы.

Полная затирка швов.

Полная затирка швов – наиболее предпочтительный финишный способ отделки фасада, при применении которого , здание получает вид кирпичного дома, идеальной лицевой кладки.

Плюсы : внешний вид не отличим от домов, построенных из облицовочного кирпича, в то же время имеет более благородный вид идеальной кирпичной кладки; разнообразные варианты дизайна, за счет применения цветной затирки, исходя из ваших предпочтений; заполненные стыковочные и межкирпичные швы обеспечивают более надежную защиту стыков и адгезию к панелям.

Затирочная смесь «ФАСТЕРМ» укладывается при помощи пистолета для герметика в стыковочный и меж кирпичный швы, обеспечивая достаточное заполнение. В зависимости от температуры окружающей среды, потребуется время для начала схватывания состава(ориентировочно 5-20 мин.) после этого кельмой для затирки швов, ширина которой должна соответствовать размеру швов, разгладить затирку до получения равномерно уложенной гладкой поверхности.Равномерность нанесения раствора а также последующей обработки кельмой, является гарантией однородности цвета швов. Толщина слоя заполненного шва должна составлять не менее 3 мм. После того как затирочная смесь подсохла, необходимо удалить, при помощи сухой или влажной ветоши, остатки смеси с лицевой поверхности панели.

Не разрешается проводить затирочные работы при температуре воздуха и основания ниже + 5ºС и выше + 30ºС. В летнее(жаркое) время работы желательно проводить в утренние и вечерние часы, когда воздействие солнечного света не такое интенсивное.

Свежезаполненные швы следует беречь от быстрого высыхания и неблагоприятных погодных условий (интенсивного солнечного воздействия, мороза, осадков и т.д.). В случае необходимости следует закрыть их пленкой.

Затирка швов (видео-инструкция)

Шесть популярных способов монтажа клинкерной плитки на фасад

Существует несколько распространенных вариантов монтажа клинкерной плитки на фасад.

Основание может быть любым : полнотелый кирпич, керамический пустотелый поризованный блок, газоблок, шлакоблок, монолитный каркас с заполнением кирпичом и т.д.

1. Рассмотрим ситуацию, в которой дополнительное утепление не требуется.


В этом случае мы можем приклеить клинкерную плитку сразу к основанию, конечно, если оно достаточно ровное. Если же основание требует дополнительного выравнивания, то в качестве базового ровнителя можно применить цементную штукатурку, например – weber.vetonit TT40, weber.vetonit Façade, weber.vetonit 414 Unirender. Перед ее нанесением нужно хорошо прогрунтовать поверхность. Затем, выждав необходимый срок до полного высыхания штукатурки, мы приступаем к приклеиванию клинкерной плитки. Для этого будем использовать специальные фасадные деформативные клея с соответсвующей морозостойкостью и адгезией. КЛИНКЕРС настоятельно рекомендует применять клея, соответствующие минимальным показателям C2TS1. Например, weber.vetonit Ultra Fix, weber.vetonit Mramor и т.д.

ВАЖНО! Клей наносится, как на основание, так и на саму плитку. На основание – грбенчатым шпателем, а на плитку – плоским, таким образом мы грунтуем ее клеем

2. В этом варианте мы рассмотрим монтаж клинкерной плитки с дополнительным утеплением стены.

Утеплять фасад вы можете плитами из каменной ваты, кварцевой ваты, ПСБС.

КЛИНКЕРС противник утепления фасадов экструдированным пенополистиролом.

Итак, с материалом для утепления разобрались, а если нет, то в сети вы найдете тысячи рекомендаций, отзывов и мнений экспертов. Далее необходимо выбрать материалы для приклеивания и армирования теплоизоляционных плит. И здесь, на первый взгляд, открывается безграничный простор производителей. Но! Для того, чтобы сделать правильный выбор необходимо понимать, что продукт действительно соответствует характеристикам, которые потребуются для данной системы. Он должен быть сертифицирован и иметь протоколы испытаний на систему, в которой, в качестве верхнего слоя, выступает керамическая плитка. Лучше, если у этого производителя будет Техническое свидетельство и полноценный Альбом технических решений с подробной инструкцией по проектированию и монтажу данной системы.

К таким системам относятся weber.THERM Clinker и Quick-Mix LOBATHERM. Они полностью сертифицированы и получили Технические свидетельства на применение в промышленно-гражданском строительстве на территории Российской Федерации, в наших с вами климатических условиях. Это Системы Фасадные Теплоизоляционные Композиционные (СФТК) -они являются отличным, надежным и самым распространенным способом устройства фасада с клинкерной плиткой. Подробнее о таких системах читайте в нашей статье.

3. Сейчас мы рассмотрим монтаж клинкерной плитки, как с дополнительным утеплением стены, так и без него.


Это одна из вариаций вентилируемого фасада на основе цементных листов АКВАПАНЕЛЬ. АКВАПАНЕЛЬ имеет прямоугольную форму и состоит из сердечника на основе портландцемента и легкого минерального заполнителя. Поверхности плиты (тыльная и лицевая) армированы стеклосеткой. Торцевые кромки плиты дополнительно армированы стекловолокном. Данная плита может быть установлена как на подсистему из алюминия или нержавеющей стали, так и на деревянный каркас. И мы получаем полноценный вентилируемый фасад со всеми его свойствами и преимуществами, о которых можно почитать в интернете и изучить их свойства. Плюс данной системы еще и в том, что мы, таким образом, можем выровнять даже неровные основания.

После того, как смонтировали Аквапанель на фасад, можем приступать к монтажу клинкерной плитки. В данном случае правила те же, что и при монтаже на несущую стену или оштукатуренное основание. Те же правила и в отношении заполнения швов и их расшивки.

4. Еще один вариант монтажа клинкерной плитки – как с дополнительным утеплением стены, так и без него.

Навесной вентилируемый фасад с клинкерной пазогребневой плиткой. Это классический вентилируемый фасад с клинкерной плиткой, которая не требует расшивки швов, т.е. весь фасад можно собирать в любое время года, так как мокрых процессов вообще нет.

В качестве системы НВФ мы рекомендуем рассмотреть производителей Nordfox и Юкон.

Клинкерная плитка для такого типа вентилируемого фасада представлена в нашем каталоге.

5. В этом варианте мы рассмотрим монтаж клинкерной плитки, как с дополнительным утеплением стены , так и без него.

Навесной вентилируемый фасад с клинкерной плиткой, швы между которой после монтажа заполняются специальной массой. Данное сочетание НВФ и клинкерной плитки позволяют достичь максимального сходства с традиционной кирпичной кладкой. После монтажа и расшивки швов фасад, выполненный по такой системе, очень трудно отличить от обычного кирпичного.

Плюсы и минусы двух систем НВФ можно найти в интернете и почитать отзывы. А главное, понять почему эти типы фасадов сейчас находятся на пике спроса.

6. В этом варианте мы получаем 2 в 1: облицовка и утепление в одном продукте – Термопанель.

Термопанели – это готовый продукт. Создается он из пенополистирольной плиты и клинкерной плитки. Клинкерная плитка приклеивается на многокомпонентный морозостойкий клей к теплоизоляционному материалу и – все готово! Остается только смонтировать панели на фасад или цоколь здания. Остановимся чуть подробнее на видах теплоизоляционных материалов, которые применяются в термопанелях. Это могут быть традционный ПСБС, экструдированный пенополистирол и пенополиуретан. И если мы уже привыкли к ПСБС и знаем, что он стабилен и достаточно надежен, то к двум оставшимся стоит отнестись с большим вниманием. Экструзию, как мы писали выше, КЛИНКЕРС не рекомендует применять на фасадах зданий. Также мы думаем и о пенополиуретане. Эти два типа теплоизоляции отлично справятся со своей задачей в цоколе здания. Вот пусть там и остаются. Что же касается процесса монтажа, то он предельно прост и выглядит так – панели, после отбивки всех уровней, монтируются на дюбеля к несущему основанию или деревянному каркасу, если зданию требуется корректировка геометрии. Далее остается только заполнить швы между плитками фасадной затиркой.

Преимущества и недостатки, виды и характеристики фасадных термопанелей. ТОП-5 производителей

Фасадные термопанели для наружной отделки дома – комбинированные плиты, состоящие из утепляющего слоя, фольгирующей пленки и декоративной внешней части. Утеплитель может отличаться по свойствам и составу, за счет чего варьируется стоимость панелей. Чаще всего используются экструдированный пенополистирол и пенополиуретан (наделены высокой плотностью и служат несколько десятилетий) или пенопласт, минеральная вата (дешевый наполнитель).

Читайте также:  Оформление стены над диваном

Технические характеристики и состав фасадных термопанелей

Отделочные материалы этой категории обладают такими свойствами:

звукоизоляция и термоизоляция – надежно оберегают стены дома от проникновения влаги, значительно снижают уровень уличного шума, создавая в доме комфортные условия;

прочность и плотность материала – не повреждается при физическом и механическом воздействии;

гарантийный срок эксплуатации составляет 50 лет (проверить еще не удалось, так как на российском рынке панели появились всего 10-15 лет назад);

не поддаются воздействию грибков, насекомых, других микроорганизмов;

выдерживают температурный диапазон +170/-170°С, а также резкие перемены погоды.

Существует две основные разновидности продукции: двухслойная (утеплитель и декоративный материал) и трехслойная (утеплитель, фольгированная прослойка, декоративный материал) . Второй вариант наружной фасадной термопанели может включать различные закладные из пластика или металла, впрессованные внутрь плиты. Они придают жесткость и облегчают укладку.

Фасадные термопанели российского производства также различают по типу декоративного покрытия. Этот слой может производиться из керамики, пластика, металлических листов, клинкерной плитки. Некоторые термопанели имитируют декоративную штукатурку.

Фото дома с отделкой фасадными термопанелями

Керамика

Внешняя часть таких фасадных термопанелей изготавливается на основе керамики или керамогранита, которые придают материалу высокую прочность, паропропускающую способность, защищают от воздействия природных явлений. Отделочный материал мало весит, что позволяет использовать его в отделке многоэтажного фонда.

Пластик

Это бюджетный отделочный материал, который часто используют для отделки загородных домов, дач, подсобных и складских помещений. Тонкий верхний пластиковый слой повышает теплопроводность изделия, ухудшая его способность к термоизоляции. Монтировать термопанели нужно по типу сайдинга или встык.

Металл

Отделка фасадными термопанелями на основе металла выполняется обычно в местности с холодным климатом. Металлический утеплитель изготавливается из формованных стальных листов, устойчивых к воздействию влаги, мороза, ударов, огня. Панели просты в уходе, отлично вписываются в современные дизайны.

Клинкер

Фасадные термопанели с клинкерной плиткой имитируют ровную кирпичную кладку. Это влагоустойчивая продукция, которую нужно монтировать только на идеально ровные поверхности. В противном случае придется устанавливать на каркас. Пример товаров этой категории можно увидеть здесь.

Декоративная штукатурка

Такие панели производятся из пенопласта, на который наклеивается слой мраморной крошки. Толщина декоративного слоя составляет обычно 4-5 мм. Монтируются такие изделия двумя способами:

с затиркой стыков в тон штукатурке;

стыки прикрывают алюминиевыми планками, которые заливаются герметиком (такие панели нужно дополнительно фиксировать к стене).

Преимущества и недостатки термопанелей

Характеристики материала являются его преимуществами, но дополнительно строители выделяют следующие достоинства современных фасадных панелей:

Низкий вес – позволяет обрабатывать стены на большой высоте, используя материал как утеплитель и, одновременно, декоративную отделку.

Паропроницаемость – при способности задерживать влагу, термопанели пропускают пар, что позволяет создавать в доме здоровый микроклимат.

Устойчивость к ультрафиолетовому излучению – привлекательность внешней части материала сохраняется в жарких регионах не меньше, чем в холодных, солнечные лучи не влияют на цвет поверхности, оставляя ее в первоначальном виде на весь период эксплуатации.

Простота ухода – отмыть скопившуюся пыль на видимой поверхности можно с помощью обычного садового шланга.

Недостатки материала

для монтажа потребуется идеально ровная поверхность стены или установка каркаса;

требуется зазор для обеспечения проветривания;

достаточно высокая стоимость в сравнении с другими фасадными отделочными материалами.

Монтаж фасадных термопанелей

Утепление дома своими руками занимает гораздо больше времени, чем с привлечением специалистов. Существует два способа укладки термопанелей: приклеивать их к стене и крепить на каркас из дерева.

На клей

На идеально ровных стенах укладка на клей станет лучшим способом избавиться от мостиков холода. Герметик надежно схватывает плитку и стену, а для лучшего крепления применяют саморезы или дюбели (для них уже есть отверстия в плитках). Небольшую кривизну можно устранить с помощью установки маячков и применения монтажной пены, подкладок из фанеры, тонких деревянных брусков. При монтаже используется морозоустойчивый, водостойкий, эластичный клей.

Стыки между панелями закрываются специально подобранным по цвету заполнителем швов, обладающим теми же характеристиками, что и герметик. Чтобы продлить срок эксплуатации панелей, их обрабатывают универсальным кремнийсодержащим органическим гидрофобизатором.

Укладка термопанелей на клей

На обрешетку

Для выравнивания стен создается деревянный каркас из сухих, пропитанных антисептическими растворами брусков. Основу сооружают под контролем уровневых приборов. Сначала сооружается цокольный каркас, который необходимо углубить в землю на 15-20 см. Далее создается обрешетка (снизу-вверх от угла). Укладка каждого ряда панелей должна сопровождаться герметизацией пространства между стеной и утеплителем с помощью монтажной пены (это остановит циркуляцию воздуха и сохранит тепло). Купить товары, входящие в эту категорию, можно здесь.

Пример укладки фасадных термопанелей на обрешетку

ТОП-5 производителей фасадных термопанелей в России

FTP-Europa

Занимается производством фасадных термопанелей и реализует продукцию других фирм. Выпускает клинкерные модели термопанелей, а также плиты с поверхностью из кераморанита. Производственная база находится в России, но в работе используется высокотехнологичное современное оборудование из Германии. Материалы для покрытия термопанелей доставляются из Европы. Ассортимент компании также включает изделия с клинкерной плиткой, имитацией состаренной поверхности. В основе утеплителя всегда используется пенополиуретан или пенополистирол.

Termosit

Компания осуществляет производство полного технологического цикла, реализуемое на современных автоматических линиях. Специально созданная служба контроля занимается проверкой изделий на всех этапах создания, что позволяет гарантировать высокое качество и срок службы до 50 лет. Товары компании легко конкурируют с подобной продукцией европейского производства, что гарантировано сертификатами качества.

«Фрайд»

Для создания своей продукции компания применяет только натуральные материалы: клинкер, керамику, керамогранит. В качестве утеплителей используются пенополиуретан и пенополистирол. Благодаря соединению «шип-паз», монтаж фасадных плит доступен даже новичку. Товары компании можно использовать во всех регионах страны, включая очень жаркие, солнечные и северные, где большую часть года царит зима.

«Форска»

Российская компания использует в работе материалы, созданные в других странах Европы. Закупка керамики осуществляется на заводах Exagres, Feldhaus, Stroher и у других известных производителей. В качестве утеплителей используются только качественные и надежные неопор, пенополиуретан и пенополистирол, но это не мешает фирме устанавливать на свои товары доступные цены. Сегодня покупателям доступны 6 цветовых решений продукции, но с каждым годом ассортимент товаров расширяется.

Unique Multi Block

Собственное производство клинкерной плитки на вспененном пенополистироле и пенополиуретане позволяет создавать доступную по стоимости, качественную и долговечную продукцию. Планомерное развитие предприятия происходит уже 14 лет, что позволило компании усовершенствовать конвейерную линию, полностью автоматизировав все процессы.

Пример отделки дома фасадными термопанелями

Как выбрать фасадные термопанели для наружной отделки дома

Перед покупкой продукции следует подумать о таких нюансах:

какой утеплитель выбрать – пенополиуретан, пенополистирол или более дешевый пенопласт, минеральную вату;

какому внешнему материалу отдать предпочтение – керамике, пластику, клинкеру и пр.

Далее нужно определиться с внешним видом наружной поверхности и запросить у продавца сертификат качества на товары.

Панель не должна иметь внешних повреждений, трещин, сколов. Следует убедиться, что вся поверхность однородно прокрашена, на ней нет потертостей и искажений цвета .

После этого можно покупать фасадные термопанели и начинать отделочные работы. Нужно помнить, что приобретать отделочные материалы для ровных, геометрически правильных поверхностей необходимо с 10% запасом. Если предстоят работы на сложных рельефах, лучше взять дополнительно 15% запас отделочного материала из одной партии. Это важно, потому что в разных выпусках оттенки могут отличаться, а это испортит внешний вид фасада.

Принцип работы частотного преобразователя для асинхронного двигателя

Трехфазные асинхронные двигатели нашли самое широкое применение в промышленности и других областях. Современное оборудование просто невозможно представить без этих агрегатов. Одной из важнейших составляющих рабочего цикла машин и механизмов является их плавный пуск и такая же плавная остановка после выполнения поставленной задачи. Такой режим обеспечивается путем использования преобразователей частоты. Эти устройства проявили себя наиболее эффективными в больших электродвигателях, обладающих высокой мощностью.

С помощью преобразователей частоты успешно выполняется регулировка пусковых токов, с возможностью контроля и ограничения их величины до нужных значений. Для правильного использования данной аппаратуры необходимо знать принцип работы частотного преобразователя для асинхронного двигателя. Его применение позволяет существенно увеличить срок службы оборудования и снизить потери электроэнергии. Электронное управление, кроме мягкого пуска, обеспечивает плавную регулировку работы привода в соответствии с установленным соотношением между частотой и напряжением.

  1. Что такое частотный преобразователь
  2. Принцип действия частотного преобразователя
  3. Настройка частотного преобразователя для электродвигателя
  4. Частотные преобразователи для асинхронных двигателей

Что такое частотный преобразователь

Основной функцией частотных преобразователей является плавная регулировка скорости вращения асинхронных двигателей. С этой целью на выходе устройства создается трехфазное напряжение с переменной частотой.

Преобразователи частоты нередко называются инверторами. Их основной принцип действия заключается в выпрямлении переменного напряжения промышленной сети. Для этого применяются выпрямительные диоды, объединенные в общий блок. Фильтрация тока осуществляется конденсаторами с высокой емкостью, которые снижают до минимума пульсации поступающего напряжения. В этом и заключается ответ на вопрос для чего нужен частотный преобразователь.

В некоторых случаях в схему может быть включена так называемая цепь слива энергии, состоящая из транзистора и резистора с большой мощностью рассеивания. Данная схема применяется в режиме торможения, чтобы погасить напряжение, генерируемое электродвигателем. Таким образом, предотвращается перезарядка конденсаторов и преждевременный выход их из строя. В результате использования частотников, асинхронные двигатели успешно заменяют электроприводы постоянного тока, имеющие серьезные недостатки. Несмотря на простоту регулировки, они считаются ненадежными и дорогими в эксплуатации. В процессе работы постоянно искрят щетки, а электроэрозия приводит к износу коллектора. Двигатели постоянного тока совершенно не подходят для взрывоопасной и запыленной среды.

В отличие от них, асинхронные двигатели значительно проще по своему устройству и надежнее, благодаря отсутствию подвижных контактов. Они более компактные и дешевые в эксплуатации. К основному недостатку можно отнести сложную регулировку скорости вращения традиционными способами. Для этого было необходимо изменять питающее напряжение и вводить дополнительные сопротивления в цепь обмоток. Кроме того, применялись и другие способы, которые на практике оказывались неэкономичными и не обеспечивали качественной регулировки скорости. Но, после того как появился преобразователь частоты для асинхронного двигателя, позволяющий плавно регулировать скорость в широком диапазоне, все проблемы разрешились.

Одновременно с частотой изменяется и подводимое напряжение, что позволяет увеличить КПД и коэффициент мощности электродвигателя. Все это позволяет получить высокие энергетические показатели асинхронных двигателей, продлить срок их эксплуатации.

Принцип действия частотного преобразователя

Эффективное и качественное управление асинхронными электродвигателями стало возможно за счет использования совместно с ними частотных преобразователей. Общая конструкция представляет собой частотно-регулируемый привод, который позволил существенно улучшить технические характеристики машин и механизмов.

В качестве управляющего элемента данной системы выступает преобразователь частоты, основной функцией которого является изменение частоты питающего напряжения. Его конструкция выполнена в виде статического электронного узла, а формирование переменного напряжения с заданной изменяемой частотой осуществляется на выходных клеммах. Таким образом, за счет изменения амплитуды напряжения и частоты регулируется скорость вращения электродвигателя.

Управление асинхронными двигателями осуществляется двумя способами:

Читайте также:  Наполнители для одеяла с алоэ вера: отзывы

Настройка частотного преобразователя для электродвигателя

Для того чтобы преобразователь частоты для асинхронного двигателя в полном объеме выполнял свои функции, его необходимо правильно подключить и настроить. В самом начале подключения в сети перед прибором размещается автоматический выключатель. Его номинал должен совпадать с величиной тока, потребляемого двигателем. Если частотник предполагается эксплуатировать в трехфазной сети, то автомат также должен быть трехфазным, с общим рычагом. В этом случае при коротком замыкании на одной из фаз можно оперативно отключить и другие фазы.

Ток срабатывания должен обладать характеристиками, полностью соответствующими току отдельной фазы электродвигателя. Если частотный преобразователь планируется использовать в однофазной сети, в этом случае рекомендуется воспользоваться одинарным автоматом, номинал которого должен в три раза превышать ток одной фазы. Независимо от количества фаз, при установке частотника, автоматы не должны включаться в разрыв заземляющего или нулевого провода. Рекомендуется использовать только прямое подключение.

При правильной настройке и подключении частотного преобразователя, его фазные провода должны соединяться с соответствующими контактами электродвигателя. Предварительно обмотки в двигателе соединяются по схеме «звезда» или «треугольник», в зависимости от напряжения, выдаваемого преобразователем. Если оно совпадает с меньшим значением, указанным на корпусе двигателя, то применяется соединение треугольником. При более высоком значении используется схема «звезда».

Далее выполняется подключение частотного преобразователя к контроллеру и пульту управления, который входит в комплект поставки. Все соединения осуществляются в соответствии со схемой, приведенной в руководстве по эксплуатации. Рукоятка должна находиться в нейтральном положении, после чего включается автомат. Нормальное включение подтверждается световым индикатором, загорающимся на пульте. Для того чтобы преобразователь заработал, нажимается кнопка RUN, запрограммированная по умолчанию.

После незначительного поворота рукоятки, двигатель начинает постепенно вращаться. Для переключения вращения в обратную сторону, существует специальная кнопка реверса. Затем с помощью рукоятки настраивается нужная частота вращения. На некоторых пультах вместо частоты вращения электродвигателя, отображаются данные о частоте напряжения. Поэтому рекомендуется заранее внимательно изучить интерфейс установленной аппаратуры.

Частотные преобразователи для асинхронных двигателей

Благодаря частотным преобразователям, работа современных асинхронных двигателей отличается высокой эффективностью, устойчивостью и безопасностью. Это особенно важно, поскольку каждый электродвигатель отличается индивидуальными особенностями режима работы. Поэтому оптимизации параметров питания агрегатов с использованием преобразователей частоты придается большое значение. Когда частотный преобразователь выбирается для каких-либо конкретных целей, в этом случае должны обязательно учитываться его рабочие параметры.

Нормальная работа устройства будет зависеть от типа электродвигателя, его мощности, диапазона, скорости и точности регулировок, а также от поддержания стабильного момента вращения вала. Эти показатели имеют первостепенное значение и должны органично сочетаться с габаритами и формой аппарата. Следует обратить особое внимание на то, как расположены элементы управления и будет ли удобно им пользоваться.

Выбирая устройство, необходимо заранее знать, в каких условиях оно будет эксплуатироваться. Если сеть однофазная, то и преобразователь должен быть таким же. То же самое касается и трехфазных аппаратов. Многое зависит от мощности асинхронных двигателей. Если при запуске на валу необходим высокий пусковой момент, то и частотный преобразователь должен быть рассчитан на большее значение тока.

Схема частотного преобразователя асинхронного двигателя

Принцип работы частотного преобразователя

Частотные преобразователи: принцип работы

Схема частотного преобразователя

Регулировка оборотов асинхронного двигателя

Что такое частотный преобразователь, основные виды и какой принцип работы

В различных ситуациях может возникнуть необходимость преобразования частоты исходного тока в ток с напряжением регулируемой частоты. Это требуется, например, при работе асинхронных двигателей для изменения их скорости вращения. В этой статье будет рассмотрены назначение и принцип работы частотного преобразователя.

Что такое частотный преобразователь

Частотный преобразователь (ПЧ) – это электротехническое устройство, которое преобразовывает и плавно регулирует однофазный или трехфазный переменный ток с частотой 50 Гц в аналогичный по типу ток с частотой от 1 до 800 Гц. Такие устройства широко применяются для управления работой различных электрических машин асинхронного типа, например, для изменения частоты их вращения. Также существуют аппараты для использования в промышленных высоковольтных сетях.

Простые преобразователи регулируют частоту и напряжение в соответствии с характеристикой V/f, сложные приборы используют векторное управление.

Частотный преобразователь является технически сложным устройством и состоит не только из преобразователя частоты, но и имеет защиту от перегрузок по току, от перенапряжения и короткого замыкания. Также такое оборудование может иметь дроссель для улучшения формы сигнала и фильтры для уменьшения различных электромагнитных помех. Различают электронные преобразователи, а также электромашинные устройства.

Принцип работы частотного преобразователя

Электронный преобразователь состоит из нескольких основных компонентов: выпрямителя, фильтра, микропроцессора и инвертора.

Выпрямитель имеет связку из диодов или тиристоров, которые выпрямляют исходный ток на входе в преобразователь. Диодные ПЧ характеризуются полным отсутствием пульсаций, являются недорогими, но при этом надежными приборами. Преобразователи на основе тиристоров создают возможность для протекания тока в обоих направлениях и позволяют возвращать электрическую энергию в сеть при торможении двигателя.

Фильтр используется в тиристорных устройствах для снижения или исключения пульсаций напряжения. Сглаживание производится с помощью ёмкостных или индуктивно-ёмкостных фильтров.

Микропроцессор – является управляющим и анализирующим звеном преобразователя. Он принимает и обрабатывает сигналы с датчиков, что позволяет регулировать выходной сигнал с преобразователя частоты встроенным ПИД-регулятором. Также данный компонент системы записывает и хранит данные о событиях, регистрирует и защищает аппарат от перегрузок, короткого замыкания, анализирует режим работы и отключает устройство при аварийной работе.

Инвертор напряжения и тока используется для управления электрическими машинами, то есть для плавного регулирования частоты тока. Такое устройство выдает на выходе «чистый синус», что позволяет использовать его во многих сферах промышленности.

Принцип работы электронного частотного преобразователя (инвертора) заключается в следующих этапах работы:

  1. Входной синусоидальный переменный однофазный или трехфазный ток выпрямляется диодным мостом или тиристорами;
  2. При помощи специальных фильтров (конденсаторов) происходит фильтрация сигнала для снижения или исключения пульсаций напряжения;
  3. Напряжение преобразуется в трехфазную волну с определенными параметрами с помощью микросхемы и транзисторного моста;
  4. На выходе из инвертора прямоугольные импульсы преобразовываются в синусоидальное напряжение с заданными параметрами.

Виды преобразователей частоты

Существует несколько типов частотников, которые на данный момент являются самыми распространенными для производства и использования:

Электромашинные (электроиндукционные) преобразователи: используются в тех случаях, когда невозможно или нецелесообразно применение электронных ПЧ. Конструктивно такие устройства являются асинхронными двигателями с фазным ротором, которые работают в режиме генератора-преобразователя.

Данные устройства являются преобразователями со скалярным управлением. На выходе из данного аппарата создается напряжение заданной амплитуды и частоты для поддержания определенного магнитного потока в обмотках статора. Они применяются в тех случаях, когда не требуется поддерживать скорость вращения ротора в зависимости от нагрузки (насосы, вентиляторы и прочее оборудование).

Электронные преобразователи: широко применяется в любых условиях работы для различного оборудования. Такие устройства являются векторными, они автоматически вычисляют взаимодействие магнитных полей статора и ротора и обеспечивают постоянное значение частоты вращения ротора вне зависимости от нагрузки.

  1. Циклоконверторы;
  2. Циклоинверторы;
  3. ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока:

По сфере применения оборудование может быть:

Каждый тип частотного преобразователя имеет определенные преимущества и недостатки и применим для различного оборудования и нагрузок, а также условий работы.

Управление частотным преобразователем может быть ручным или внешним. Ручное управление осуществляется с пульта управления ПЧ, которым можно отрегулировать частоту вращения или остановить работу. Внешнее управление выполняется при помощи автоматических систем управления (АСУТП), которые могут контролировать все параметры устройства и позволяют переключать схему или режим работы (через ПЧ или байпас). Также внешнее управление позволяет программировать работу преобразователя в зависимости от условий работы, нагрузки, времени, что позволяет работать в автоматическом режиме.

Для чего может быть нужен электродвигателю частотный преобразователь

Применение частотных преобразователей позволяет снизить затраты на электроэнергию, расходы на амортизацию двигателей и оборудования. Их возможно использовать для дешевых двигателей с короткозамкнутым ротором, что снижает издержки производства.

Многие электродвигатели работают в условиях частой смены режимов работы (частые пуски и остановки, изменяющуюся нагрузку). Частотные преобразователи позволяют плавно запускать электродвигатель и снижают максимальный пусковой момент и нагрев оборудования. Это важно, например, в грузоподъемных машинах и позволяет снизить негативное влияние резких пусков, а также исключить раскачивание груза и рывки при остановке.

При помощи ПЧ можно плавно регулировать работу нагнетательных вентиляторов, насосов и позволяет автоматизировать технологические процессы (применяются в котельных, на горнодобывающих производствах, в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей сферах, на водопроводных станциях и других предприятиях).

Использование частотных преобразователей в транспортерах, конвейерах, лифтах позволяет увеличить срок службы их узлов, так как снижает рывки, удары и другие негативные факторы при пусках и остановке оборудования. Они могут плавно увеличивать и уменьшать частоту вращения двигателя, осуществлять реверсивное движение, что важно для большого количества высокоточного промышленного оборудования.

Преимущества частотных преобразователей:

  1. Снижение затрат на электроэнергию: за счет снижения пусковых токов и регулирования мощности двигателя исходя из нагрузки;
  2. Увеличение надежности и долговечности оборудования: позволяет продлить срок эксплуатации и увеличить срок от одного технического облуживания до другого;
  3. Позволяет внедрить внешний контроль и управление оборудованием с удаленных компьютерных устройств и способность встраивания в системы автоматизации;
  4. Частотные преобразователи могут работать с любой мощностью нагрузки (от одного киловатта до десятков мегаватт);
  5. Наличие специальных компонентов в составе частотных преобразователей позволяет защитить от перегрузок, обрыва фазы и короткого замыкания, а также обеспечить безопасную работу и отключение оборудования при возникновении аварийной ситуации.

Конечно, глядя на такой список достоинств можно задаться вопросом, почему бы их не использовать для всех двигателей на предприятии? Ответ тут очевиден, увы, но это высокая стоимость частотников, их монтаж и наладка. Не каждое предприятие может позволить себе эти расходы.

Особенности и схема подключения частотного преобразователя к разным типам электродвигателей

Схема работы устройства плавного пуска, его назначение и конструкция

Устройство, виды и принцип действия асинхронных электродвигателей

Проверка электродвигателей разного вида с помощью мультиметра

Преобразователи напряжения с 12 на 220 вольт

Что такое импульсный блок питания и где применяется

Как работает и для чего предназначен частотный преобразователь для асинхронных устройств

Эффективность работы множества механизмов и устройств зависит от скорости вращения. Для управления скоростью вращения асинхронных устройств необходим частотный преобразователь для электродвигателя.

Частотный преобразователь (ПЧ) имеет названия – частотник или инвертор. Частотный преобразователь 220 380 регулятор оборотов электродвигателя позволяет обеспечить регулировку скорости вращения ротора, снизить пусковой ток – в четыре, пять раз. Что означает сделать работу асинхронного двигателя безупречной.

Область применения

Применения частотных преобразователей на насосных станциях

Использование частотных преобразователей достаточно популярное, благодаря результативности применения в различных сферах:

Список может быть дополнен не одним специализированным оборудованием.

Читайте также:  Недостатки карбонового обогревателя: достоинства, как правильно выбрать, основные характеристики

На рисунке изображен пример применения одного частотного преобразователя и двух насосов для насосной станции.

Виды ПЧ

Виды частотников основаны на двух принципах управления ПЧ. Существует два классических принципа управления инверторами.

  1. Скалярный метод управления

В основе регулирования лежит один закон, согласно принципу, которого изменяются параметры напряжения асинхронного двигателя. Это основной принцип управления, который зависит от изменения частоты и амплитуды питания.

  1. Векторный метод управления

Регулирование оборотов на валу является высокоточным и выполняется в широком масштабе. При измерении оборотов вала привод ускоряется, а моментом вращения можно управлять напрямую. Преобразователи векторного управления бывают двух систем: разомкнутый контур управляется без датчика и с обратной связью.

Использование бездатчиковой системы допустимо, когда изменение скорости равно не более 1:100, а точность управления вращением двигателя равна 0,5%. При уменьшении оборотов управление становиться неосуществимым, так как включается датчик обратной связи.

Мощность устройства

Выбор ПЧ зависит от мощности и напряжения двигателя. Мощность, обозначенная на частотном преобразователе, указывается к использованию прибора с однофазным или трехфазным асинхронным двигателем четырёх полей. Для однофазной сети 220 ограничение мощностей до 3,7кВт. На деле применяются приводы, которые могут увеличивать нагрузку. ПЧ обеспечивает снижение токовых и механически нагрузок благодаря плавному впуску. Ток при этом может снизиться в 6 раз.

Преимущества применения

К недостаткам можно отнести значительную цену частотного преобразователя.

Структура устройства

Схема частотных преобразователей основывается на принципе двойного преобразования. В схему входят система управления и автоматическая регулировка, звено постоянного тока, импульсный инвертор, дроссель, конденсатор.

Звено постоянного тока имеет в составе неуправляемый выпрямитель и фильтр. Переменный ток сети питания становится постоянным током.

Схема частотного преобразователя

Инвертор 3х фазный имеет шесть ключей транзистора. Через один ключ присоединяется обмотка электродвигателя к одному выпрямителю, который имеет положительный и отрицательный вывод. Длительность процесса происходит согласно синусоидальному закону. При регулировке скоростью, скольжение асинхронного двигателя не становится больше. Это обеспечивает работу без потерь мощности. Происходит сглаживание фильтром, состоящим из дросселя и конденсатора. Инвертор преобразовывает ток, выпрямляя его в 3х фазное напряжение с переменным током необходимой частоты.

В инверторных каскадах на выходе применяются транзисторы, которые выступают в роли ключей. Транзисторы имеют преимущество над тиристорами в большей частоте переключения, благодаря которой минимизируется искажения выходного сигнала.

Принцип работы

В основе принципа лежит правило вычисления скорости углового вращения коленчатого вала двигателя. Скорость потока магнитаобусловлена угловой скоростью коленчатого вала. Изменяется частота питания обмоток, скорость моторного вращения тоже переменяется. Мощность устройства снижается. Поэтому для сохранения КПД прибора необходимо изменение величины напряжения на обмотках.

Название инвертор частотные преобразователи получили из-за процесса инвертирования элементами мощности входного переменного тока в постоянный. Величина напряжения и частота импульсов на выходе регулируется. Выходные сигналы управляются широтным импульсным регулированием, выходным каскадом в элементах полупроводников. Электродвигатель получает пачки импульсов, фазное напряжение.

Функция регулирования

Среди важнейших функций ПЧ можно выделить следующие: коэффициент полезного действия и мощности, срок службы, плавное регулирование. Для результативной работы необходимо настроить на выходе правильное соотношение между рабочей частотой и напряжением. Изменения частоты напряжения, поступающее на двигатель изменяет частоту вращающего магнитного поля, которое влияет на скорость механического вращения коленчатого вала.

Преобразователь частоты оказывает действие на напряжение коленчатого вала электродвигателя и токи подшипников. Чему способствует применение преобразователей частоты и ограничению несбалансированного напряжения наведенного тока коленчатого вала. Подшипниковые токи могут быть уменьшены, схема подключения указана на рисунках ниже.

Моторы с одним и двумя коленчатыми валами

Значение напряжения зависимо от момента нагрузки. Когда момент постоянный, статорное напряжение регулируется пропорционально частоте. При увеличении частоты в 2 раза, напряжение изменяется в 4 раза.

Подключение ПЧ к электродвигателю

Правильного подключение частотного преобразователя рассмотрено на схеме. Но соблюдать все соединения ещё недостаточно. Необходимо учитывать провод, измерение сечения, использование дополнительного оборудования. На схеме изображено устройство для установки агрегатов,например, тормозной блок, реактор постоянного тока, фильтр.

Подключение ПЧ к электродвигателю

Должное внимание нужно уделить выбору автоматического ограничителя. Номинал должен быть на уровне, так как при незначительном дребезжании биметаллической пластинки возникнут размыкания цепи, произойдёт нарушение звена постоянного тока частотного преобразователя. Иногда при монтажных работах меняют местами две входные и выходные клеммы ПЧ, поэтому необходимо обращать внимания на маркировку, указанную на элементах, схемах. В случае, неправильного подключения, цена ремонта будет значительной.

Дискретные входы соединяются внешними контактами, замыкая внутренние внутри частотного преобразователя.

Цена начастотный преобразователь 220 380 регулятор оборотов электродвигателя довольно высокая. Выбор зависит от мощности устройства, цена на один малогабаритный Русэлком RI10 – 8000 рублей, цена на один мощнейший FCI-G355/P375-4F– 1 240 710 рублей.

Использование преобразователя частоты является самым эффективным способом регулирования скоростью электродвигателя. Для того чтобы подобрать необходимую модель частотника, необходимо изучить его цены и проверить характеристики. Тогда выбор и цена будут оправданными.

Частотные преобразователи для асинхронных двигателей

До появления частотных преобразователей на рынке современной энергетики, электромонтёрам приходилось применять для подключения асинхронного двигателя стартовый или фазосдвигающий конденсатор большой ёмкости.

Двигатель при этом работал, но существенно терял мощность. Также, применение конденсаторов сильно разогревало обмотки двигателя, что сильно снижало его ресурс работы, и двигатели часто приходилось «перематывать». Учитывая, что обмотки асинхронного двигателя делаются из медной проволоки, то такие ремонты приносили большой ущерб.

Так как асинхронный двигатель является составной частью почти каждого современного привода, то вопрос создания частотного регулирования вставал на особый уровень. И вот, частотники уже повсеместно применяются для подключения электрического двигателя к сети и его управление.

По сути, частотный инвертор, это прибор, изменяющий частоту поданного на обмотки напряжения с ШИМ-регулированием. Благодаря частотнику, получилось подключить асинхронный двигатель к сети без ущерба его ресурсу, без перегрева, и ещё дать массу возможностей по управлению скоростью вращения вала.

Также, применяя различные интерфейсы передачи данных и команд, применение частотников позволило объединить все приводы большого предприятия в одно диспетчерскую систему управления и контроля параметров.

В мир современной автоматизации технологических процессов, это весомый аргумент.

Устройство частотных преобразователей

Современный частотный инвертер состоит из двух принципиальных блоков. Первый блок полностью сглаживает напряжение и на выходе выдаёт постоянное. Постоянное напряжение подаётся на силовой блок генерации частоты. После преобразования, на выходе из второго блока частота напряжения уже будет такая, какая задана настройкой.

За возможность изменять частоту напряжения отвечает микропроцессор, который встроен в частотник. Используя заданную программу, процессор следит за выходной частотой напряжения, а также за параметрами работы электрического двигателя.

По сути, частотные преобразователи для асинхронных двигателей принцип работы которых заключён в простом вырабатывании нужной частоты переменного тока, это модуляторы нужной природы напряжения, которая необходима для того или иного оборудования. Именно это и снизило негативное влияние на работу электрического двигателя, которое имело место быть при использовании конденсатов.

Электрический двигатель получает именно такое напряжение, которое положено ему для нормальной и полноценной работы.

Считаем нужным отметить, что и при наличии линии трёхфазного напряжения, не всегда рационально подключать электрический двигатель к сети просто через выключатель. В таком случае, двигатель будет работать, но регулировать его работу не получится. Не получится и следить за состоянием обмоток.

В промышленном исполнении можно встретить два основных типа частотных преобразователей:

Специальный частотный преобразователь для асинхронного двигателя, схема которого несколько отличается от универсального, изготавливается под конкретное оборудование по конкретным потребностям. Как правило, это очень урезанные версии, не способные на работу с любым оборудованием.

Универсальные частотные инвертера могут работать, как и в специальном оборудовании, так и во всех остальных вариантах применения. На то они и универсальные, что их можно настраивать и программировать под любые нужды.

Поэтому, выбор частотного преобразователя для асинхронного двигателя должен быть не столько продиктован конкретными необходимостями производства, но и возможностью модернизации оборудования.

Практически во всех частотниках сегодня реализована возможность установки и контроля режима работы электрического двигателя с пульта управления. Первый интерфейс управления встроен в сам корпус частотника. Там же есть и ручка регулирования скорости вращения двигателя.

Но можно и применять выносные пульты управления. Которые можно располагать как в диспетчерской, так и непосредственно на станке, который приводится в движение электрическим двигателем.
Такое чаще встречается в ситуациях, когда станок с двигателем находится в помещении, где не рекомендуется установка частотного инвертора. И его устанавливают вдали от оборудования.

Большая часть инвертеров частоты позволяют программировать работу оборудования. Но, задать программу просто с пульта управления не получится. Для этого используется интерфейс передачи данных и настройки, который, при помощи компьютера позволяет задать нужную программу работы.

Разница типов сигналов управления

При проектировании цеха очень важно учитывать, что общение частотных преобразователей с диспетчерским пультом будет происходить при помощи электрических импульсов по проводам связи. Пи этом, не стоит забывать, что разные стандарты связи по-разному влияют друг на друга. Посему, переда данных одним способом, может существенно снижать качество передачи данных другим способом.
Поэтому, расчет частотного преобразователя для асинхронного двигателя должен производиться не только по его электротехническим показателям, но и по показателям совместимости с сетью.

Выбор мощности частотного преобразователя

Вопрос мощности частотника, скорее всего, стоит на первом плане, при расчете привода для любого станка или агрегата. Дело в том, что большинство частотных инвертеров способны выдерживать большие перегрузки до 200 – 300 %. Но, это совсем не означает, что для питания электрического двигателя можно смело покупать частотник сегментом ниже, чем требуется по планированию.

Выбор мощности частотного преобразователя осуществляется с обязательным запасом в 20 – 30%. Игнорирование этого правила может повлечь за собой выход из строя частотного преобразователя и простой оборудования.

Также важно учитывать пиковые нагрузки, которые может выдерживать частотник. Дело в том, что при старте электрического двигателя его пусковые токи могут сильно превышать номинальные. В некоторых случаях, пусковой ток превышает номинальный в шесть раз! Частотик должен быть рассчитан на такие изменения.

Каждый электрический двигатель оборудован вентилятором охлаждения. Это лопасти, которые установлены в задней части двигателя и по мере вращения вала прогоняют через корпус мотора воздух.

Если электрический двигатель работает на пониженных оборотах, то мощности потока воздуха может не хватить для охлаждения.

В этом случае, нужно выбирать частотник с датчиками температуры двигателя. Или организовать дополнительное охлаждение.

Электромагнитная совместимость преобразователей частоты

При расчёте и подключении частотника к сети и электрическому двигателю, следует помнить, что он очень подвержен помехам. Также, преобразователь частоты может и сам стать источником помех для другого оборудования. Именно поэтому, все подключения к частотнику и от него выполняются экранированными кабелями и выдерживанием дистанции в 10 см друг от друга.

По своей сути, применение частного преобразователя для питания асинхронного электрического двигателя позволило существенно продлить жизнь электрического двигателя, дало возможность регулировать работу двигателя и хорошо экономить на расходе электрической энергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *