Acest articol va discuta despre convertorul de frecvență pentru un motor electric, principiul funcționării acestuia și principalele componente. Accentul principal va fi pus pe teorie, astfel încât să înțelegeți principiul de funcționare al convertorului de frecvență și să puteți proiecta și fabrica în continuare cu propriile mâini. Dar mai întâi, aveți nevoie de un mic curs introductiv, care vă va spune ce este un convertor de frecvență și în ce scopuri este necesar.
Funcții invertor
Cota leului în industrie este ocupată de motoare asincrone. Și a fost întotdeauna dificil să le gestionezi, deoarece au o viteză constantă a rotorului, iar schimbarea tensiunii de intrare se dovedește a fi foarte dificilă și uneori chiar imposibilă. Dar convertorul de frecvență schimbă complet imaginea. Și dacă mai devreme, de exemplu, se foloseau diverse cutii de viteze pentru a schimba viteza transportorului, astăzi este suficient să folosiți un singur dispozitiv electronic.
În plus, chastotniki vă permite să obțineți nu numai capacitatea de a modifica parametrii unității, ci și câteva grade suplimentare de protecție. Nu este nevoie de demaroare electromagnetice, iar uneorinici măcar nu este necesar să existe o rețea trifazată pentru a asigura funcționarea normală a unui motor cu inducție. Toate aceste sarcini asociate cu comutarea și pornirea unității electrice sunt transferate convertizorului de frecvență. Vă permite să schimbați fazele la ieșire, frecvența curentului (și, prin urmare, se schimbă viteza rotorului), să reglați pornirea și frânarea și puteți implementa și multe alte funcții. Totul depinde de microcontrolerul utilizat în circuitul de control.
Principiul de funcționare
Realizarea unui convertor de frecvență pentru un motor electric cu propriile mâini, a cărui diagramă este dată în articol, este destul de simplă. Vă permite să convertiți o fază în trei. Prin urmare, devine posibilă utilizarea unui motor electric asincron în viața de zi cu zi. În același timp, eficiența și puterea sa nu se vor pierde. La urma urmei, știți că atunci când porniți motorul într-o rețea cu o singură fază, acești parametri scad aproape la jumătate. Și totul este despre mai multe transformări ale tensiunii furnizate la intrarea dispozitivului.
Unitatea redresoare este prima din schemă. Acesta va fi discutat mai detaliat mai jos. După ce tensiunea redresată este filtrată. Și un curent continuu curat este furnizat la intrarea invertorului. Convertește curentul continuu în curent alternativ cu numărul necesar de faze. Această cascadă poate fi supusă unor ajustări. Este format din semiconductori la care este conectat un circuit de control pe un microcontroler. Dar acum despre toate nodurile mai detaliat.
Unitate redresor
Poate fi de două tipuri - monofazat și trifazat. Primul tip de redresor poate fi folosit în orice rețea. Dacă aveți un trifazat, atunci este suficient să vă conectați la unul. Circuitul chastotnik pentru un motor electric nu este complet fără o unitate redresor. Deoarece există o diferență în numărul de faze, înseamnă că trebuie utilizat un anumit număr de diode semiconductoare. Dacă vorbim de convertoare de frecvență care sunt alimentate de o singură fază, atunci este necesar un redresor cu patru diode. Sunt conectate.
Vă permite să reduceți diferența dintre valoarea tensiunii la intrare și la ieșire. Desigur, poate fi folosit și un circuit cu jumătate de undă, dar este ineficient și apar un număr mare de oscilații. Dar dacă vorbim despre o conexiune trifazată, atunci este necesar să folosiți șase semiconductori în circuit. Exact același circuit în redresorul unui generator auto, nu există diferențe. Singurul lucru care poate fi adăugat aici sunt trei diode suplimentare pentru protecția împotriva tensiunii inverse.
Elemente de filtrare
După redresor vine filtrul. Scopul său principal este de a întrerupe întreaga componentă variabilă a curentului redresat. Pentru o imagine mai clară, trebuie să creați un circuit echivalent. Deci, plus trece prin bobină. Și apoi un condensator electrolitic este conectat între plus și minus. Acesta este ceea ce este interesant în circuitul de înlocuire. Dacă bobina este înlocuită cu reactanță, atunci condensatorul, dacă este prezent,un curent diferit poate fi fie un conductor, fie o întrerupere.
După cum sa spus, ieșirea redresorului este curent continuu. Și când este aplicat la un condensator electrolitic, nu se întâmplă nimic, deoarece acesta din urmă este un circuit deschis. Dar există o mică variabilă în curent. Și dacă curge un curent alternativ, atunci în circuitul echivalent, condensatorul devine conductor. Prin urmare, există o închidere de la plus la minus. Aceste concluzii sunt făcute conform legilor lui Kirchhoff, care sunt fundamentale în inginerie electrică.
Invertor cu tranzistor de putere
Și acum am ajuns la cel mai important nod - cascada tranzistorului. Au făcut un invertor - un convertor DC-AC. Dacă faceți un convertor de frecvență pentru un motor electric cu propriile mâini, atunci este recomandat să utilizați ansambluri de tranzistoare IGBT, le puteți găsi în orice magazin de piese radio. În plus, costul tuturor componentelor pentru fabricarea unui convertor de frecvență va fi de zece ori mai mic decât prețul unui produs finit, chiar și fabricat în China.
Se folosesc doi tranzistori pentru fiecare fază. Sunt incluse între plus și minus, așa cum se arată în diagrama din articol. Dar fiecare tranzistor are o caracteristică - o ieșire de control. În funcție de semnalul care i se aplică, proprietățile elementului semiconductor se modifică. Mai mult, acest lucru se poate face atât cu ajutorul comutării manuale (de exemplu, aplicați tensiune la ieșirile de control necesare cu mai multe microîntrerupătoare), cât și automat. Cam asta eacesta din urmă și va fi discutat în continuare.
Schema de control
Și dacă conectarea convertorului de frecvență la motorul electric este simplă, trebuie doar să conectați bornele corespunzătoare, atunci totul este mult mai complicat cu circuitul de control. Chestia este că este nevoie să programați dispozitivul pentru a realiza ajustările maxime posibile din acesta. În inimă se află un microcontroler, la care sunt conectate cititoare și actuatoare. Deci, este necesar să existe transformatoare de curent care să monitorizeze constant puterea consumată de unitatea electrică. Și în caz de depășire, convertorul de frecvență trebuie oprit.
Conectarea circuitului de control
În plus, este asigurată și protecție împotriva supraîncălzirii. Ieșirile de control ale tranzistoarelor IGBT sunt conectate la ieșirea microcontrolerului folosind un dispozitiv de potrivire (ansamblul Darlington). În plus, este necesar să controlați vizual parametrii, așa că trebuie să includeți un afișaj LED în circuit. Dintre cititori, trebuie să adăugați butoane care vă vor permite să comutați între modurile de programare, precum și o rezistență variabilă, prin rotirea acesteia, viteza de rotație a rotorului motorului electric se modifică.
Concluzie
Aș dori să remarc că vă puteți face și propriul convertor de frecvență pentru un motor electric, prețul produsului finit începe de la 5000 de ruble. Și aceasta este pentru motoarele electrice a căror putere nu depășește 0,75 kW. Dacă trebuie să gestionați mai multunitate puternică, veți avea nevoie de un chastotnik mai scump. Pentru utilizare în viața de zi cu zi, schema discutată mai jos este suficientă. Motivul este că nu este nevoie de un număr mare de funcții și setări, cel mai important lucru este posibilitatea de a schimba viteza rotorului.
