Инверторы работают со скоростью асинхронных двигателей. Двигатели преобразуют электричество в механическое движение. Вращательное движение преобразуется в механическое. Это чрезвычайно полезно. Асинхронные двигатели очень популярны во многих сферах жизни людей.
Частотный преобразователь своими руками
Всем известно, что наиболее эффективным способом управления скоростью является использование частотного преобразователя. Преобразователи частоты для трехфазных электродвигателей помогают решить такие проблемы, как низкая производительность и недостаточный диапазон регулирования. Устройство обеспечивает плавный запуск и остановку двигателя и контролирует все процессы, происходящие в нем. Вы можете купить этот блок (цена составит менее 10000р) или создать свой собственный по конструкции, описанной в статье.
- Гальваническая изоляция
- Питание 10-16 В
- Максимальное выходное напряжение прибл. 90 В.
- Максимальный ток прибл. 1,2 A
- Мощность около 60 Вт
- Контроль мощности
- Регулирование мощности экспоненциальное (пропорционально квадрату тока управления)
- Частота 25 кГц
Описание работы устройства
Инверторы предназначены для питания маломощных трехфазных электродвигателей. Их главное преимущество заключается в том, что они обеспечивают постоянную мощность без изменения тока или напряжения. Поэтому нет необходимости беспокоиться о токе и выходном напряжении.
В качестве драйвера используется микросхема UC3843. Принцип работы заключается в том, что ток через резистор вызывает падение напряжения, что увеличивает напряжение компаратора. Тактовые импульсы генерируются блоком ATtiny13.
Транзистор — IRFZ44N, который повышает температуру радиатора примерно до 35°C. Трансформатор заключен в ферритовый сердечник EE20 и имеет коэффициент намотки примерно 5:1. Защита от предыдущих напряжений в диодных стабилизаторах и конденсаторах.
Принципиальная схема частотного преобразователя
Микроконтроллер является не блоком управления двигателем в чистом виде, а генератором синхроимпульсов и поэтому не содержит кода обслуживания двигателя.
Мощность может показаться небольшой, но для моих целей ее было достаточно. Если вам нужно увеличить его до 1 киловатта, нет проблем.
Этот файл содержит микропрограмму MC и схему в формате PDF. Отображается только один канал, так как следующий канал только копируется.
Кроме того, качество контроля скорости пилорамы не требовало абсолютной точности. Однако он должен выдерживать ударные нагрузки и длительные перегрузки. Кроме того, управление должно было быть максимально простым, всего несколько кнопок и никаких параметров.
Назначение и принцип работы инвертора
Инверторы управляют скоростью вращения асинхронных двигателей, т.е. двигателей, преобразующих электричество в механическую энергию. Вращение полученного приводного устройства преобразуется в другой тип привода. Это очень удобно и приобрело большую популярность во всех областях человеческой жизни благодаря асинхронному электродвигателю.
Важно отметить, что другие устройства также могут управлять скоростью вращения, но все они имеют ряд недостатков
- Сложность использования
- Высокая стоимость.
- Низкое качество работы, и
- Недостаточный диапазон регулирования.
Многие считают, что наиболее эффективным способом управления скоростью является использование преобразователя частоты. Это устройство обеспечивает плавный запуск и остановку двигателя и контролирует все процессы, происходящие в нем. Риск несчастных случаев при использовании преобразователей частоты очень низок.
Для обеспечения плавной настройки и быстрой работы была разработана специальная схема преобразования частоты. Его использование значительно увеличивает время непрерывной работы трехфазных двигателей и экономит энергию. Эффективность инверторов может достигать 98%. Это достигается за счет увеличения частоты переключения. Это невозможно при использовании механических контроллеров.
Регулировка скорости инвертором
Сначала изменяется напряжение в сети. Затем напряжение преобразуется в трехфазное напряжение с необходимой амплитудой и частотой и подается на электродвигатель.
Диапазон регулирования довольно широк. Возможно даже вращение ротора двигателя в противоположном направлении. Во избежание выхода двигателя из строя необходимо соблюдать паспортные данные с указанием максимально допустимой частоты вращения и мощности в кВт.
Составные части регулируемого привода
Ниже приведена принципиальная схема преобразователя частоты.
Он состоит из трех конверсионных элементов.
- выпрямитель, который формирует постоянное напряжение при подключении к сети, которое может быть управляемым или неуправляемым; и
- Фильтр (с помощью конденсатора), который сглаживает уже выпрямленное напряжение
- Инверторы, последнее звено перед двигателем, которые модулируют необходимую частоту напряжения.
Современные преобразователи частоты производятся с использованием таких устройств, как микроконтроллеры. Это значительно улучшает функциональность преобразователя с точки зрения алгоритмов управления и мониторинга, имеющих отношение к безопасности эксплуатации.
Быстрая защита.
Далее схема шунтируется электромагнитным реле, и на PIC16F628A подается цифровой логический уровень готовности. Схема включает в себя быстродействующий ток короткого замыкания и защиту от критической перегрузки двигателя в рабочей цепи. Все это управляется двумя кнопками и переключателем, который изменяет направление вращения вала.
Частотный преобразователь, в частности, секция напряжения питания, была собрана по модульному принципу своими руками, а контроллер был смонтирован на печатной плате, показанной ниже.
Резисторы DC270k, которые являются шунтирующими конденсаторами, установленными в цепи затвора IGBT, были припаяны к боковой стороне дорожки, поскольку не было сделано никаких прокладок. Их, конечно, можно заменить на smd.
Ниже приведено изображение платы контроллера после сварки компонентов.
А это с другой стороны
Для питания блока управления был создан стандартный импульсный источник питания с обратным ходом.
Схема источника питания:.
Для создания частотного преобразователя своими руками, в принципе, можно использовать практически любой источник питания с выходным напряжением 24 В. Однако этот источник питания должен быть стабилизирован и иметь задержку выходного напряжения не менее 3 секунд после прерывания сетевого напряжения. Это необходимо для обеспечения возможности отключения двигателя в случае неисправности постоянного тока. Это достигается путем выбора электролитического конденсатора C1 большой емкости.
Теперь нам нужно более внимательно рассмотреть самый важный элемент этого устройства — программу микроконтроллера. Были предложения по установке специальной марки контроллера, но я не смог найти нужную информацию в Интернете. Но, как я уже говорил, в основном я хотел установить что-то своего собственного дизайна. Он начал детально анализировать конфигурацию ШИМ, когда и как открывать определенные транзисторы …
Программы по созданию задержек
Мы обнаружили некоторые закономерности и получили простой пример программы конфигурации задержки. Он производит очень хороший синусоидальный ШИМ с возможностью изменения напряжения. Конечно, у аудитора не было времени на проведение расчетов, и задержка не дала требуемых результатов. В результате этот вариант расчета ШИМ был немедленно отвергнут микроконтроллером PIC16F628A.
В результате образовалась неподвижная панель, с которой справился PIC16F628A. Они настраивали как диапазон частот, так и напряжение питания. Конечно, работа с этим устройством заняла некоторое время. Когда появилась необходимая версия прошивки, циркулярная пила уже вовсю работала с конденсатором. Сначала я протестировал схему с двигателем вентилятора мощностью 180 Вт. Ниже приведена фотография устройства в его экспериментальной стадии.
Общая площадь поверхности не очень большая, но по заявлению производителя PS21767, если я правильно понял, она не выделяет много тепла.
Для чего предназначен инвертор — его принцип действия
Инверторы работают со скоростью асинхронных двигателей. Двигатели преобразуют электричество в механическое движение. Вращательное движение преобразуется в механическое. Это чрезвычайно полезно. Асинхронные двигатели очень популярны во многих сферах жизни людей.
Скорость вращения электродвигателей можно изменять и с помощью других устройств. Однако они имеют много недостатков. Они сложны в использовании, дороги, низкого качества и имеют лишь узкий диапазон регулировки.
Преобразователи частоты для трехфазных двигателей легко решают эту проблему. Всем известно, что переключение передач с помощью частотного преобразователя — самый лучший и правильный способ. Устройство обеспечивает плавный запуск и торможение и контролирует многие процессы в двигателе. Сведение к минимуму аварийных ситуаций.
Чтобы плавно и быстро регулировать работу двигателя, специалисты разработали специальную электрическую схему. Преобразователи частоты позволяют двигателям работать экономично без перебоев. Их эффективность достигает 98%. Это достигается за счет увеличения частоты переключения. Механические устройства не могут выполнять эти функции.
Как регулировать скорость инвертором?
Как преобразователь частоты может изменить скорость трехфазного электродвигателя? Сначала изменяется напряжение в сети. Затем из него извлекаются необходимые амплитуда и частота напряжения, которые подаются на электродвигатель.
Диапазон скоростей инвертора широк. Возможно реверсирование вращения двигателя. Необходимо учитывать данные двигателя, ограничения скорости и номинальную мощность, чтобы предотвратить поломку двигателя.
Из чего состоит привод регулирования?
Двигатель состоит из трех компонентов
- Выпрямитель, который обеспечивает потенциал постоянного тока при подключении к сети. Сеть может контролироваться или не контролироваться.
- фильтрующий элемент, сглаживающий выходное напряжение (применяется емкость); и
- инвертор, который вырабатывает потенциал необходимой частоты, конец возле двигателя.
Важно отметить, что пики неизбежны в схемах «звезда-треугольник». При переходе ко второму варианту скорость вращения значительно снижается. Чтобы восстановить скорость, необходимо увеличить силу тока.
Частотник для трехфазного электродвигателя своими руками
Асинхронные двигатели сегодня являются основным приводным устройством в станках, конвейерах и других промышленных приложениях.
Чтобы двигатель работал правильно, ему необходим преобразователь частоты. Это оптимизирует работу машины и продлевает срок ее службы. Нет необходимости покупать устройство; вы можете создать свой собственный преобразователь частоты для трехфазных двигателей.
Назначение частотного преобразователя
Асинхронные двигатели могут работать и без преобразователя частоты, но в этом случае скорость будет постоянной и не может регулироваться. Кроме того, без частотного преобразователя пусковой ток увеличивается до пяти-семи раз по сравнению с номинальным, что приводит к увеличению ударных нагрузок, увеличению потерь мощности и значительному сокращению срока службы агрегата. .
Для смягчения всех вышеперечисленных негативных факторов были изобретены преобразователи частоты как для трехфазных, так и для однофазных асинхронных двигателей.
Частотные преобразователи позволяют управлять широким диапазоном скоростей двигателя, гарантируют плавный пуск, регулируют скорости пуска и торможения и подключают трехфазные двигатели к однофазным сетям. Все эти функции зависят от микроконтроллера, на котором он построен, и могут отличаться от модели к модели.
Принцип работы устройства
Переменный ток поступает из сети на диодный мост, где он выпрямляется, поступает на блок сглаживающих конденсаторов и, наконец, преобразуется в постоянный ток, который поступает на силовые транзисторы IGBT, управляемые главным контроллером. Затем транзисторный источник подключается к двигателю.
Ниже приведена упрощенная схема преобразователя частоты для трехфазного асинхронного двигателя.
Теперь давайте рассмотрим, что происходит с транзистором и как он работает.
Полевой транзистор (также называемый переключателем, MOSFET и т.д.) является управляющей клеммой (затвором). От напряжения дренажа.
В отличие от обычных реле, переключатели работают на очень высоких частотах (от нескольких герц до нескольких сотен килогерц) и не могут быть заменены реле.
С помощью этих быстрых переключателей микроконтроллеры могут управлять силовыми цепями.
Помимо МОП-транзисторов, контроллер также подключает датчики мощности, устройства управления преобразователями частоты и другие периферийные устройства.
Когда частотный преобразователь работает, микроконтроллер измеряет потребляемую мощность и в соответствии с параметрами, установленными на панели управления, изменяет продолжительность и частоту периодов, когда транзисторы включены или выключены, а также изменяет или поддерживает скорость вращения. Электрические двигатели.
