Chastotnik pentru un motor electric trifazat cu mâinile proprii

Astăzi, motoarele asincrone sunt principalele unități de tracțiune pentru mașini-unelte, transportoare și alte unități industriale.

Pentru ca motoarele să funcționeze corect, au nevoie de un convertizor de frecvență. Permite optimizarea funcționării unității și prelungirea duratei sale de funcționare. Nu aveți nevoie să cumpărați un dispozitiv - puteți face o roată liberă pentru un motor electric trifazat cu mâinile tale.

Scopul convertorului de frecvență

Motorul electric asincron poate funcționa fără chastotnik, dar în acest caz va avea o viteză constantă fără posibilitatea ajustării. În plus, absența unui convertizor de frecvență va duce la o creștere a curentului de pornire de 5-7 ori față de curentul nominal, ceea ce va determina o creștere a solicitărilor de șoc, va crește pierderile de putere și va duce la o reducere semnificativă a duratei de viață a unității.

Pentru a elimina toți factorii negativi de mai sus, s-au inventat convertoare de frecvență pentru motoarele de inducție ale curentului trifazat și monofazat.

Chastotnik face posibilă reglarea vitezei motorului într-o gamă largă, oferă un start bun, permite reglarea vitezei de pornire și a vitezei de frânare, conectarea unui motor trifazat la o rețea monofazată și multe altele. Toate aceste funcții depind de microcontrolerul pe care este construit și pot varia de la model la model.

Principiul funcționării dispozitivului

Curentul alternativ este alimentat de la rețea la pod dioda, în cazul în care acesta îndreaptă și devine pe condensatoarele bateriei netezire, care se transformă în cele din urmă într-un curent continuu, care este furnizat la canalele de scurgere ale tranzistoarelor de putere IGBT controlate de către controlerul principal. Sursele de tranzistori, la rândul lor, sunt conectate la motor.

Iată o diagramă simplificată a unui convertizor de frecvență pentru un motor asincron trifazat.

Acum, ia în considerare ce se întâmplă cu tranzistorii și cum funcționează acestea.

Un tranzistor cu efect de câmp (alias cheie mosfet, etc) - este un comutator electronic, principiul de funcționare se bazează pe apariția conducția între cele două terminale (sursa si drena) mosfeta, apariția la ieșirea de comandă (poarta) tensiune mai mare decât tensiunea de scurgere.

Spre deosebire de releele convenționale, tastele funcționează la frecvențe foarte ridicate (de la câteva Hertz la sute de kilohertz), astfel încât acestea să nu poată fi înlocuite de un releu.

Cu ajutorul acestor întrerupătoare de mare viteză, microcontrolerul poate controla circuitele de alimentare.

La controler, în plus față de MOSFET, senzorii de curent, comenzile de control al frecvenței și alte periferice sunt de asemenea conectate.

În timpul funcționării, microcontrolerul invertor măsoară consumul de energie și, în conformitate cu parametrii de la panoul de control, modifică durata și frecvența perioadelor când tranzistorul este deschis (pornit) sau închis (dezactivat), schimbând astfel sau menținerea vitezei motorului.

Dispozitiv realizat automat

În ciuda multor unități fabricate de fabrică, oamenii fac convertoare de frecvență pe cont propriu, beneficiile până în prezent, toate componentele lor pot fi cumpărate în orice magazin radio sau comandate din China. Acest chastotnik vă va costa mult mai ieftin decât cel achiziționat, pe lângă faptul că nu vă veți îndoi de calitatea asamblării și fiabilității acestuia.

Facem un convertor trifazat

Vom asambla convertorul nostru pe G4PH50UD, care va fi controlat de controlerul PIC16F628A folosind opto-driverele HCPL3120.

Chastotnikul colectat atunci când este conectat la o rețea monofazată de 220 V va avea trei faze de 220 V la ieșire, cu o deplasare de 120 ° și o putere de 3 kW.

Schema chastotnikului arată astfel:

Deoarece convertorul de frecvență este format din piese, care lucrează atât de mare (unitate de putere) și joasă (de control) de tensiune, ar fi logic să-l împartă în trei bord (placa de baza, placa de control, iar sursa de joasă tensiune pentru a-l) pentru a preveni posibilitatea de defectare între piste cu tensiune ridicată și joasă și defecțiuni ale dispozitivului.

Iată structura tabloului de comandă:

Pentru alimentarea cardului de control, puteți utiliza orice sursă de alimentare de 24 V, cu o turație de cel mult 1 V, cu o întârziere de întrerupere a alimentării timp de 2-3 secunde din momentul în care tensiunea de alimentare este de 220 V.

Sursa de alimentare poate fi asamblată prin această schemă:

Rețineți că valorile nominale și numele tuturor componentelor radio pe circuite au fost deja semnate, astfel încât chiar și un amator de radio novice să poată asambla dispozitivul de lucru pe ele.

Înainte de a începe asamblarea invertorului, asigurați-vă că:

1. Aveți toate componentele necesare;
2. Corectitudinea aspectului cablajului;
3. În prezența tuturor orificiilor necesare pentru instalarea componentelor radio pe placă;
4. În acest caz, nu uitați să completați firmware-ul microcontrolerului din această arhivă:

Dacă ați făcut totul corect și nu ați uitat nimic, puteți continua cu adunarea.

După construire, veți obține ceva similar:

Acum trebuie să verificați dispozitivul: pentru aceasta conectăm motorul la suportul de frecvență și aplicăm tensiune acestuia. După ce LED-ul indică disponibilitatea, apăsați butonul "Start". Motorul ar trebui să înceapă să se rotească încet. Când butonul este ținut, motorul începe să accelereze, când este eliberat, menține viteza la nivelul în fața căruia are timp să accelereze. Atunci când butonul "Resetare" este apăsat, motorul se oprește cu o răsturnare. Butonul "Reverse" este utilizat numai când motorul este oprit.

În cazul în care cecul este de succes, atunci puteți începe să faceți un caz și să colectați un chastotnik în el. Nu uitați să faceți găuri în cutie pentru afluxul de ieșiri de aer rece și cald de la radiatorul IGBT al tranzistorilor.

Frecvență de antrenare pentru motor monofazat

convertor de frecvență pentru o singură fază cu motor cu trei faze este caracterizat prin aceea că are o ieșire în două faze (nu există nici un motor de eroare, o singură fază, atunci când este conectată fără chastotnika de operare lichidare este conectat direct la rețea, și pad - printr-un condensator, dar folosind pad chastotnika este conectat printr-o a doua bobină faza) și una neutră - spre deosebire de cele trei faze ale acesteia din urmă, astfel încât face chastotnik pentru motorul electric monofazat, folosind un circuit trifazic ca bază, nu funcționează, deci trebuie să începeți din nou.

Ca creier al acestui convertor vom folosi ATmega328 MK cu încărcătorul Arduin. În principiu, acesta este Arduino, numai fără legătura lui. Deci, dacă ai situată în jurul valorii în coșurile arduinka cu microcontroler, aveți posibilitatea să-l dezlipit și să-l utilizați în condiții de siguranță pentru mediul de afaceri, de pre-Gulf-l schița (firmware) din arhivă:

Atmege va fi conectat driver IR2132, și deja la el - mosfeturile IRG4BC30, la care vom conecta puterea motorului până la 1 KW inclusiv.

Circuitul convertorului de frecvență pentru motorul monofazat:

De asemenea, pentru alimentarea arduinului (5v) și alimentarea releului de putere (12v), avem nevoie de 2 stabilizatori. Iată schemele lor:

Stabilizator pentru 12 volți.

Stabilizator pentru 5 volți.

Atenție vă rog! Această schemă nu este simplă. Poate fi necesară configurarea și depanarea firmware-ului pentru a obține o funcționare completă a dispozitivului, dar nu este dificil, iar manualele de programare pentru Arduino pe Internet sunt foarte multe. În plus, schița însăși conține comentarii destul de detaliate despre fiecare acțiune. Dar dacă este prea dificil pentru dvs., atunci puteți încerca să găsiți un astfel de chastotnik în magazin. Să presupunem că acestea nu sunt la fel de frecvente ca banda de frecvență pentru motoarele trifazate, dar pot fi cumpărate, deși nu în fiecare magazin.

Acordați atenție și faptului că nu puteți porni circuitul fără balast - cheile de ieșire vor arde. Balastul trebuie conectat printr-o diodă orientată spre anod la un condensator al filtrului de putere. Dacă conectați balastul fără o diodă, tastele vor eșua din nou.

Dacă totul ți se potrivește, puteți începe să faceți o placă de bază, și apoi la asamblarea întregului circuit. Înainte de asamblare, asigurați-vă că placa este cablată corect și că nu există defecte în ea și că aveți toate componentele radio indicate pe diagramă. De asemenea, nu uitați să instalați tranzistoarele IGBT pe un radiator masiv și să le izolați de acestea folosind plăcuțe termice și șaibe izolatoare.

După asamblarea unui chastotnik, puteți începe să îl verificați. În mod ideal, ar trebui să aibă o funcțională: buton «S1» - start-up, fiecare apăsare ulterioară adaugă o anumită (modificat prin editarea schiță) numărul oborotov- «S2» - la fel ca «S1», determină numai motorul să se rotească în direcția opusă butonul de direcție "S3" - oprire, atunci când este apăsat, motorul se oprește cu o înclinare.

Rețineți că inversarea este efectuată printr-o oprire completă a motorului, când încercați să schimbați direcția de rotație a motorului în funcțiune, se va opri instantaneu, iar tastele de alimentare se vor arde din suprasarcină. Dacă nu aveți milă de banii pe care trebuie să-i cheltuiți pentru înlocuirea MOSFET, puteți utiliza această caracteristică ca o frână de siguranță.

Posibile probleme de verificare

Dacă circuitul nu funcționează atunci când verificați cardul de frecvență sau dacă nu funcționează corect, ați făcut o greșeală undeva. Deconectați coarda din rețea și verificați corectitudinea instalarea componentelor, funcționalitatea acestora și lipsa golurilor / închiderilor de pe șine, unde nu ar trebui să fie. După găsirea defecțiunii, scoateți-o și verificați din nou invertorul. Dacă acest lucru este în regulă, procedați la depanarea firmware-ului.