Trofazni asinhroni motor nastao je krajem 19. stoljeća i u ovoj fazi ljudskog razvoja jedan je od nezamjenjivih elemenata moderne industrijske proizvodnje. Kako bi se osiguralo glatko pokretanje i zaustavljanje takvog motora, koristi se poseban uređaj.
Zove se frekventni pretvarač ili frekventni pretvarač, ako je jednostavniji. Za velike motore sa velike snage prisustvo takvog pretvarača je posebno važno. Uz pomoć frekventnih pretvarača moguće je regulirati udarne struje, što podrazumijeva provedbu takvih manipulacija kao što su kontrola i ograničenje njihove veličine.
Princip rada frekventnog pretvarača
Isključivo mehanička kontrola struje dovodi do gubitaka energije i smanjenog vijeka trajanja opreme. Pokazatelji ove struje bit će nekoliko puta veći od nominalne, što će imati izuzetno negativan uticaj na normalan rad oprema.
Princip rada frekventnog pretvarača je da se struja kontrolira elektronski. Ovo osigurava meki start, glatku regulaciju rada pogona, promatranjem odnosa između frekvencije i smjera prema posebnoj datoj formuli.
Pretvarač frekvencije ima niz prednosti koje vrlo pozitivno karakteriziraju rad ovog uređaja. Jedna od ovih prednosti je činjenica da Frekvencijski pretvarač pomaže u uštedi potrošnje energije. Ušteda je oko 50%, što je samo po sebi veoma veliki plus. Inače, uzimajući u obzir potrebe određene proizvodnje, moguće je regulisati energiju koja se troši tokom rada opreme.
Suština rada ovog uređaja zasniva se na principu dvostruke konverzije napona. Sama suština se može opisati opisom samo dvije tačke, koje će vam omogućiti da uđete u trag i shvatite cijeli princip:
- Mrežni napon se ispravlja i filtrira sistemom kondenzatora.
- Nakon toga, elektronsko upravljanje direktno ulazi u rad, koji se sastoji u generiranju struje sa frekvencijom koja je unaprijed programirana.
Izlaz je dat kvadratni impulsi, na koje utiče namotaj statora motora, nakon čega se približavaju sinusoidi.
Odabir frekvencije
Proizvođači takvih uređaja fokusiraju se na cijenu frekventnih pretvarača. Iz ovoga slijedi da mnoge opcije koje su dostupne na skupljim modelima više neće biti prisutne na jeftinim modelima konvertera. Prije nego što odaberete pravi uređaj, obratite pažnju specifikacije svi dostupni modeli predstavljeni u asortimanu, kao i osnovni zahtjevi za konkretnu upotrebu.
- Kontrola se može izvršiti na dva načina: vektor i skalar. Vektorska kontrola omogućava precizno podešavanje. Princip rada skalarnog upravljanja je održavanje jedne veze između napona i frekvencije na izlazu, koju odredi korisnik. Skalarna kontrola nije pogodno za složenih uređaja i koristi se za više jednostavnih uređaja kao fan.
- Što je veća snaga navedena u karakteristikama, veća je svestranost pretvarača. To znači da će osigurati zamjenjivost. Osim toga, održavanje takvog uređaja će biti lakše.
Svakako treba obratiti pažnju na navedeni raspon napona mreže. Trebao bi biti što širi, što će osigurati sigurnost kada se njegovi standardi promijene. I ne možemo ne spomenuti činjenicu da je povećanje mnogo opasnije od smanjenja. Kada se povećaju, mrežni kondenzatori mogu eksplodirati.- Navedena frekvencija mora nužno zadovoljiti sve proizvodne potrebe. Opseg kontrole brzine vožnje je označen donjom granicom. Ako vam je potreban širi, trebali biste pribjeći vektorskoj kontroli. Praktična upotreba predviđa korišćenje frekvencija kao što su: od 10 do 60 Hz. Rijetko, ali se javljaju do 100 Hz.
- Implementacija upravljanja podrazumijeva korištenje razni ulazi i izlazi. Što ih je više, to bolje, naravno. Ali morate uzeti u obzir da kada više ulaza i izlaza, cijena frekventnog pretvarača se značajno povećava, a njegova konfiguracija također postaje složenija.
- Takođe treba obratiti pažnju na kontrolnu magistralu priključene opreme.. Mora odgovarati kapacitetu kola generatora frekvencije u smislu broja ulaza i izlaza. Takođe, ne zaboravite da je bolje imati mali miris na raspolaganju za moguću modernizaciju.
Ne zaboravite na mogućnosti preopterećenja uređaja.. Preporučljivo je odabrati frekventni pretvarač sa snagom koja će biti 15% više snage motor koji se koristi. Toplo se preporučuje da pročitate uputstva priložena uz frekventni pretvarač. Proizvođači svakako navode sve njegove glavne parametre u dokumentaciji za uređaj. Ako su vršna opterećenja važna, onda pri odabiru uređaja treba obratiti pažnju na stvarne trenutne indikatore i vrijednosti označene kao vršne. U tom slučaju morate odabrati pretvarač s vršnom strujom koja će biti 10% veća od onih navedenih u dokumentaciji.
Spajanje frekventnog pretvarača na električni motor
- Za jednofazno ožičenje (220 V), odnosno za upotrebu kod kuće, konekciju mora izvršiti korisnik izvođenjem kruga "trokut". Izlazna struja ni u kom slučaju ne smije prelaziti 50% nazivne struje! Veoma je važno!
- Za industrijsku upotrebu(trofazno ožičenje na 380V) preporučuje se spajanje frekventnog pretvarača na motor u zvijezdastoj konfiguraciji.
Terminali
Frekventni pretvarač ima određeni broj terminala, koji su označeni različitim slovima, a koji su potrebni za različite veze:
Kako biste produžili vijek trajanja pretvarača, trebali biste ispuniti niz zahtjeva i slijediti savjete koji će vam pomoći da produžite vijek trajanja uređaja:
Upravljanje asinhronim motorom nije lak proces. Za uspješno izvođenje svih manipulacija koje uključuju i veze i operativne aktivnosti potrebno je posjedovati određena znanja.
Pretvarači koji su napravljeni kod kuće lako se mogu koristiti kod kuće iu kućne svrhe. Osim toga, takvi generatori frekvencije koštaju znatno manje od svojih industrijskih kolega. Ali vrlo se ne preporučuje korištenje takvih pretvarača za rad u proizvodnji. Za takve uvjete trebate odabrati frekvencijske jedinice koje su sastavljene u tvornicama. Rad na takvim uređajima i njihovo održavanje treba povjeriti osoblju koje je dobro upućeno u ove uređaje i ima dovoljno znanja za rad sa generatorima frekvencije.
zaključci
Asinhroni elektromotori su superiorniji od DC motora u mnogim aspektima. Ova superiornost se odnosi i na uređaj i na pouzdanost. Stoga, u mnogim slučajevima, korisnici biraju asinhrone motore, vodeći se upravo razmatranjem njihove superiornosti u odnosu na druge uređaje.
Mehanička kontrola struje izaziva određene negativne posljedice, jer se pri korištenju ove opcije upravljanja ne može biti siguran u sto posto i kvalitetan rad opreme. Upotreba frekventnih pretvarača za asinhrone motore ima svoje vrlo važne prednosti, koje su važne u mnogim aspektima rada sa motorima. Jedna od najvažnijih prednosti korištenja elektronsko upravljanje i generatora frekvencije je činjenica da ovi uređaji omogućavaju uštedu energije. Osim toga, snaga će biti veća.
Frekventne drajvere treba odabrati uzimajući u obzir mnoge karakteristike koje su navedene u dokumentaciji priloženoj uz uređaj. Domaći frekventni pretvarači mogu biti korisni u domaćim uslovima, ali ih ne treba koristiti u proizvodnji.
Rad pretvarača mora biti izveden ispravno, u skladu sa svim preporukama i pravilima. To će poboljšati kvalitet rada opreme. Osim toga, mnogi savjeti će produžiti vijek trajanja motora i pretvarača. Preporučljivo je pratiti napon. U slučaju kritičnog povećanja napona, kondenzatori mogu eksplodirati. Generatori frekvencije moraju se koristiti u skladu sa svim osnovnim sigurnosnim pravilima. Preporučuje se da ne počnete raditi s njima bez svih neophodno znanje u ovoj oblasti.
Rotor bilo kojeg elektromotora pokreću sile uzrokovane rotirajućim elektromagnetnim poljem unutar namotaja statora. Njegova brzina je obično određena industrijskom frekvencijom električna mreža.
Ona standardna vrijednost 50 herca podrazumijeva završetak pedeset perioda oscilacije unutar jedne sekunde. U jednoj minuti njihov se broj povećava 60 puta i iznosi 50x60=3000 okretaja. Rotor se rotira isti broj puta pod uticajem primenjenog elektromagnetnog polja.
Ako promijenite vrijednost mrežne frekvencije primijenjene na stator, možete podesiti brzinu rotacije rotora i pogona koji je povezan s njim. Ovaj princip je osnova za upravljanje elektromotorima.
Vrste frekventnih pretvarača
Po dizajnu, frekventni pretvarači su:
1. indukcioni tip;
2. elektronski.
Asinhroni elektromotori, napravljeni i pušteni u generatorski režim, predstavnici su prvog tipa. Imaju nisku radnu efikasnost i karakteriše ih niska efikasnost. Stoga nisu našli široku primjenu u proizvodnji i koriste se izuzetno rijetko.
Metoda elektronske konverzije frekvencije omogućava vam da glatko regulirate brzinu i asinhronih i sinhronih strojeva. U ovom slučaju može se primijeniti jedan od dva principa kontrole:
1. prema unaprijed određenoj karakteristici zavisnosti brzine rotacije od frekvencije (V/f);
2. metoda vektorsko upravljanje.
Prva metoda je najjednostavnija i manje napredna, a druga se koristi za preciznu kontrolu brzine rotacije kritične industrijske opreme.
Osobine vektorskog upravljanja konverzijom frekvencije
Razlika između ove metode je interakcija, utjecaj uređaja za upravljanje pretvaračem na „prostorni vektor” magnetskog fluksa, koji se rotira s frekvencijom rotorskog polja.
Algoritmi za rad pretvarača zasnovani na ovom principu kreiraju se na dva načina:
1. kontrola bez dodira;
2. kontrola protoka.
Prvi metod se zasniva na dodeljivanju određene zavisnosti izmene sekvence pretvarača unapred pripremljenim algoritmima. U ovom slučaju, amplituda i frekvencija napona na izlazu pretvarača se podešavaju prema struji klizanja i opterećenja, ali bez upotrebe povratne informacije po brzini rotacije rotora.
Ova metoda se koristi kada se kontrolira nekoliko elektromotora povezanih paralelno na frekventni pretvarač. Kontrola fluksa uključuje praćenje radnih struja unutar motora, njihovo razlaganje na aktivne i reaktivne komponente i prilagođavanje rada pretvarača radi postavljanja amplitude, frekvencije i ugla za vektore izlaznog napona.
To vam omogućava da povećate točnost motora i povećate granice njegove regulacije. Upotreba kontrole protoka proširuje mogućnosti pogona koji rade pri malim brzinama sa velikim dinamičkim opterećenjima, kao što su uređaji za podizanje dizalica ili industrijske mašine za namotavanje.
Upotreba vektorske tehnologije omogućava dinamičko podešavanje rotirajućih momenta.
Šema zamjene
Šematski pojednostavljeni električni krug asinhronog motora može se predstaviti na sljedeći način.
Napon u1 se primjenjuje na namotaje statora, koji imaju aktivni R1 i induktivni otpor X1. On, savladavajući otpor zračnog raspora Xv, pretvara se u namotaj rotora, uzrokujući struju u njemu koja nadilazi njegov otpor.
Vektorski dijagram ekvivalentnog kola
Njegova konstrukcija pomaže u razumijevanju procesa koji se odvijaju unutar asinhronog motora.
Energija struje statora je podijeljena na dva dijela:
iµ - frakcija koja stvara protok;
iw je komponenta koja stvara moment.
U ovom slučaju, rotor ima aktivni otpor R2/s, u zavisnosti od klizanja.
Za kontrolu bez dodira mjere se sljedeće:
napon u1;
struja i1.
Na osnovu njihovih vrijednosti izračunava se sljedeće:
iµ - komponenta struje koja formira protok;
iw je veličina koja stvara moment.
Algoritam proračuna je već uključivao elektroniku ekvivalentno kolo asinhroni motor sa strujnim regulatorima, koji uzima u obzir uslove zasićenja elektromagnetnog polja i gubitke magnetske energije u čeliku.
Obje ove komponente vektora struje, koje se razlikuju po kutu i amplitudi, rotiraju zajedno sa koordinatnim sistemom rotora i pretvaraju se u stacionarni sistem orijentacija statora.
Prema ovom principu, parametri frekventnog pretvarača se prilagođavaju opterećenju asinhronog motora.
Princip rada frekventnog pretvarača
Ovaj uređaj, koji se naziva i inverter, zasniva se na dvostrukoj promeni oblika signala napojne električne mreže.
Na početku industrijski napon napaja se jedinicom ispravljača snage sa snažnim diodama koje uklanjaju sinusne harmonike, ali ostavljaju talase signala. Da bi se oni eliminisali, obezbeđena je banka kondenzatora sa induktivnošću (LC filter), koja obezbeđuje stabilan, glatki oblik ispravljenom naponu.
Signal zatim ide na ulaz frekventnog pretvarača, koji je most trofazno kolo od šest serija IGBT ili MOSFET sa zaštitnim diodama od preskoka obrnuti polaritet. Tiristori koji su se ranije koristili u ove svrhe nemaju dovoljnu brzinu i rade sa velikom bukom.
Da bi se omogućio režim „kočenja“ motora, u krug se može ugraditi kontrolirani tranzistor sa snažnim otpornikom koji rasipa energiju. Ova tehnika vam omogućava da uklonite napon koji stvara motor kako biste zaštitili kondenzatore filtera od prekomjernog punjenja i kvara.
Metoda vektorske kontrole frekvencije pretvarača omogućava vam da kreirate kola koja automatski regulišu signal od strane ACS sistema. Za to se koristi kontrolni sistem:
1. amplituda;
2. PWM (modeliranje širine impulsa).
Metoda kontrole amplitude zasniva se na promjeni ulaznog napona, a PWM je algoritam za prebacivanje tranzistora snage kada konstantan napon ulaz.
Kod PWM regulacije stvara se period modulacije signala kada je namotaj statora povezan striktno na pozitivne i negativne terminale ispravljača.
Budući da je taktna frekvencija generatora prilično visoka, namotaj elektromotora s induktivna reaktansa, oni su izglađeni u sinusoidu normalnog izgleda.
PWM metode upravljanja omogućavaju da se u najvećoj mogućoj mjeri eliminišu gubici energije i obezbijede visoka efikasnost transformacije zbog simultane kontrole frekvencije i amplitude. Postali su dostupni zahvaljujući razvoju upravljačkih tehnologija za tiristore za isključivanje snage GTO serije ili bipolarne marke IGBT tranzistori sa izolovanom kapkom.
Principi njihovog uključivanja za upravljanje trofaznim motorom prikazani su na slici.
Svaki od šest IGBT tranzistora povezan je u antiparalelno kolo na svoju diodu obrnute struje. U ovom slučaju, aktivna struja asinkronog motora prolazi kroz strujni krug svakog tranzistora, a njegova reaktivna komponenta je usmjerena kroz diode.
Kako bi se eliminirao utjecaj vanjskog električnog šuma na rad pretvarača i motora, može se uključiti dizajn kruga frekventnog pretvarača, eliminirajući:
radio smetnje;
električna pražnjenja izazvana radnom opremom.
Njihovu pojavu signalizira kontroler, a da bi se smanjio utjecaj, između motora i izlaznih terminala pretvarača koristi se oklopljeno ožičenje.
Da bi se poboljšala tačnost rada asinhronih motora, upravljački krug frekventnih pretvarača uključuje:
ulaz komunikacije sa naprednim mogućnostima interfejsa;
ugrađeni kontroler;
memorijske kartice;
softver;
LED informacijski displej koji prikazuje glavne izlazne parametre;
kočioni čoper i ugrađeni EMC filter;
sistem hlađenja kola baziran na puhanju sa dugotrajnim ventilatorima;
funkcija zagrijavanja motora pomoću istosmjerne struje i neke druge karakteristike.
Radni dijagrami povezivanja
Pretvarači frekvencije su dizajnirani za rad s jednofaznim ili trofaznim mrežama. Međutim, ako postoje industrijski izvori istosmjerne struje s naponom od 220 volti, onda se iz njih mogu napajati i pretvarači.
Trofazni modeli dizajnirani su za mrežni napon od 380 volti i dovode ga do elektromotora. Monofazni pretvarači se napajaju sa 220 volti i izlaze tri faze međusobno razmaknute u vremenu.
Dijagram povezivanja frekventnog pretvarača na motor može se napraviti prema sljedećim dijagramima:
zvijezde;
trougao.
Namotaji motora su sastavljeni u "zvijezdu" za pretvarač koji se napaja iz njega trofazna mreža 380 volti.
Namoti motora se sklapaju prema shemi "trokut" kada je pretvarač koji ga napaja spojen na jednofaznu mrežu od 220 volti.
Prilikom odabira metode za spajanje elektromotora na frekventni pretvarač, morate obratiti pažnju na omjer snage koju radni motor može stvoriti u svim načinima rada, uključujući sporo, opterećeno pokretanje, s mogućnostima pretvarača.
Ne možete stalno preopteretiti frekventni pretvarač, a mala rezerva njegove izlazne snage će osigurati njegov dugotrajan i nesmetan rad.
Radi jasnoće, dijagram se može podijeliti na tri komponente ili tri međusobno povezana bloka:
1. Ispravljač.
2. Filter, čija je svrha da izgladi izlazni napon.
3. Inverter, koji je zapravo odgovoran za proizvodnju potrebne frekvencije.
Njegova upotreba omogućava značajno smanjenje startna struja, prilikom uključivanja opreme, čime se značajno produžava radni vijek motora i uređaja na kojem se ovaj motor koristi. Naravno, oslobađanjem od visokih očitavanja startne struje na ovaj način moguće je uštedjeti i električnu energiju, koja je prethodno bila potrošena prilikom pokretanja opreme. A to je posebno tačno u uslovima u kojima su obezbeđena česta pokretanja i zaustavljanja uređaja.
Rice. 2. Komponente frekventnog pretvarača
Moderni kupljeni invertori imaju široku primjenu u oblastima kao što su proizvodnja, vodosnabdijevanje, energetika, poljoprivreda i urbane usluge, elektronika, te automatske linije i kompleksi.
Cijena brendiranog frekventnog pretvarača je previsoka da bi se mogli proučavati njegovi radni procesi ili koristiti u svakodnevnom životu ili u kućnoj radionici. Stoga se u takvim situacijama često koriste domaći generatori frekvencije.
Sastavljanje uređaja
Vrijedno je obratiti pažnju na činjenicu da se kod kuće ne preporučuje korištenje motora dizajniranih za snagu veću od 1 kW. Ovo su karakteristike kućnu mrežu.
Imajući potreban motor, prvo ćete morati spojiti njegove namote jedan s drugim metodom "trokut".
Rice. 3. Trofazni motor
Rice. 4. Trokutna veza
Dijagram samog frekventnog pretvarača.
Rice. 6. Krug pretvarača frekvencije
Napajanje se vrši iz izvora napajanja od 27 volti DC napon. To može biti ili podesivo napajanje ili samostalno izrađeno napajanje dizajnirano za dati napon. Dijagram povezivanja motora;
Rice. 7. Dijagram povezivanja motora
Kolo je jednostavno i provjereno i ne sadrži komponente koje bi bilo teško kupiti. Ali, nažalost, nije bez nedostataka i pogodan je samo za svakodnevnu upotrebu.
Složeniji krug za sastavljanje, ali i efikasniji, predstavljen je u nastavku.
Rice. 8. Dijagram povezivanja motora
On ovog trenutka Ovo je krug frekventnog pretvarača koji možete sami napraviti. Firmware mikrokontrolera ima u izobilju na tematskim forumima. Trebat će vam ne samo sposobnost kompetentnog lemljenja, već i fleš mikrokontrolera.
Rice. 9. Štampana ploča
Obavezno pouzdan izvor Napajanje od 24 volta. Također se predlaže da ga sami napravite prema dijagramu.
Rice. 10. Krug napajanja
Naravno, uređaj se može kupiti gotov. Mogu ih brendirati ili izraditi narodni majstori koji imaju pozitivne preporuke.
Malo pozadine. Moja tema teza zvučalo ovako: "Razvoj i istraživanje tiristorskog frekventno kontroliranog asinhronog električnog pogona jedinice električnog vozila." Dugačak naziv, ali odražava suštinu: i moć element baze(tiristori, tačnije SCR), i način upravljanja (frekventno kontrolisan), i namena elektro pogona - električno vozilo.
Ovo je moja diploma elektrotehnike. Donji lijevi pečat: Izdana značka.
Diploma insert. Na vrhu je odštampano na koju temu sam pisao diplomski rad.
U nastavku su odštampani predmeti koje sam učio po individualnom planu.
Umetak je rasklopljen. Koliko je predmeta učeno za 5 godina!
I sada Kratki opis moj diplomski rad, koji sam odbranio sa odličnim ocjenama, aplicirajući za upis na postdiplomski studij:
Kola kontrolne jedinice napravljena su pomoću tranzistora. Energetski tiristorski blok bio je teška struktura. Kao motor jedinice korišten je trofazni asinhroni elektromotor sa kaveznim rotorom. Za napajanje pogonske jedinice i upravljačkog kruga korištena je olovna kiselina. akumulatorska baterija, zauzimaju ceo prostor prtljažnika i imaju neverovatno veliku težinu.
Rezultat je bio električni kombi, čija je namjena bila da prevozi male terete unutar grada, na primjer, do maloprodajnih objekata. Struja baterije je bila dovoljna za radni dan. Prosječna brzina je 70 km/h.
Sada premotajte nekoliko decenija unapred. Tokom godina, moja žudnja za problemom s električnim pogonom ne samo da nije nestala, već je postajala sve intenzivnija. Snažni tiristori su zamijenjeni i dopunjeni moćnim tiristorima (na primjer, IRF840A) i bipolarni tranzistori sa izolovanom kapijom (IRG4PSC71U). Umjesto upravljačkih kola na tranzistorima i mikrokola malog i srednjeg stepena integracije, došli su mikrokontroleri (u svojim dizajnima koristim svoje omiljene PIC kontrolere) i specijalizovani drajveri - mikrokola za upravljanje prekidačima izlazne snage tranzistora IR2130-IR2131.
Moj put do uspjeha bio je trnovit. Dugo sam ponavljao tuđe greške u dizajnu kola dok sam pravio svoje. Korišteni nedovršeni upravljački programi pohranjeni u memoriji PIC kontrolera. Pošto nisam programer, nisam mogao modifikovati ili poboljšati programe. Rezultat je gomila spaljenih moćni tranzistori i, što je neizbežno, uprkos zaštitnim jedinicama, „sprženim“ IR2131 drajver čipovima i mojim omiljenim – PIC16F628A – mikrokontrolerima.
Uspjeh je počeo dolaziti pažljivim proučavanjem materijala o tome aktuelno pitanje od raznih izvora. Riječ je o stranim člancima u kojima su ranije nego u domaćoj tehničkoj literaturi objavljeni kako teorijski materijali, tako i praktična rješenja sklopova za upravljanje trofaznim asinkronim elektromotorima iz jednofazne i trofazne električne mreže, što nije fundamentalno.
Kao rezultat, moj domaći dizajn sastavljena od nekoliko funkcionalnih blokova koje su razvili različiti autori, kojima sam počeo vjerovati, zauvijek se rastavši od drugih, „zahvaljujući“ kojima sam trpio neuspjeh za neuspjehom.
Baš sam neki dan sastavio, lansirao i testirao svoju modularnu, do sada posljednju, verziju frekventnog pretvarača za 4 fiksne brzine rotacije.
Sa 3-faznim elektromotorom od 250 W, rad je stabilan. Snažni ključni tranzistori IRG4PSC71 bez radijatora omogućavaju vam upravljanje elektromotorima do 5 kW.
Fundamentalno električni dijagram Ova verzija "frekventnog drajvera" prikazana je na fotografiji:
Glavne faze montaže će se odraziti na brojnim fotografijama.
Izgled kontrolne ploče sa strane dijelova:
Ovo je glavna kontrolna ploča pretvarača. PIC16F628A se ubacuje u utičnicu. Tri tranzistorska dvostruka optocoupler prekidača AT101AC galvanski izoluju izlaze mikrokontrolera i ulaze IR2131 drajvera prekidača za napajanje.
Izgled kontrolne ploče sa strane za štampanje:
Raspored glavnih komponenti uređaja na zadnjoj ploči:
Pozadinska ploča sa fiksnim komponentama je ugrađena u kućište iz napajanja računara:
Pogled na uređaj odozgo:
Stražnji pogled na uređaj:
Pogled na uređaj sa strane sa odštampanih tragova upravljačke ploče:
Improvizovani sto za testiranje:
Pregledni članak. Ovako složena tema ne može se opisati samo u jednom članku, pa će, kako se budu vršila poboljšanja i poboljšanja, s vremena na vrijeme biti predmet lektoriranja i uređivanja.
Indukcioni motor je prvi put korišćen krajem 19. veka. Njegova uspješna primjena omogućila je uvođenje ovu opremu u gotovo bilo koju tvornicu, tvornicu, u bilo kojoj industriji. Međutim, ispostavilo se da je upravljanje ovim uređajem prilično problematično, posebno pokretanje i zaustavljanje. Osnovna svrha rada frekventnog pretvarača, kao i svrha njegovog stvaranja, bila je upravo potreba za uređajem koji upravlja asinhronim motorom.
opće informacije
Preporučljivo je isporučiti frekventni pretvarač (FC) za one uređaje koji imaju prilično visoku snagu. Glavna svrha za koju se takva oprema koristi je promjena udarne struje. Vanredno stanje omogućava postavljanje vrijednosti za ovaj parametar, čime se osigurava lakše zaustavljanje i pokretanje motora.
Također se može primijetiti da ova dva uređaja, radeći u paru, omogućavaju zamjenu uređaja kao što su DC električni pogoni. S jedne strane, vrlo je jednostavno regulisati brzinu ovakvog sistema, ali i postoje slabost u takvoj mreži - sam elektromotor. U DC električnim pogonima ovaj uređaj je najskuplji i najnepouzdaniji. A ako usporedimo asinkronu opremu s uređajem istosmjerne struje, onda možemo istaknuti jasne prednosti: jednostavnije i pouzdan uređaj; težina, cijena i dimenzije asinhronog uređaja bit će mnogo niže od one kod uređaja istosmjerne struje iste snage.
Šta je frekventni pretvarač
Vrijedi napomenuti šta regulisati numerička vrijednost Možete to učiniti i ručno. Međutim, to će potrajati određeno vrijeme, jer osoba nije u stanju trenutno reagirati na bilo koju promjenu, poput mašine. A to će dovesti do činjenice da će se određena količina energije izgubiti, a energetski resurs motora će se brže iscrpiti.
Frekvencijski pretvarač za elektromotor je praktički neophodan dio, jer su oni uređaji koji ga nisu imali imali strujnu vrijednost koja je 5-7 puta prelazila nazivni napon. Takva razlika neće omogućiti stvaranje prihvatljivih uslova za rad motora.
Princip rada frekventnog pretvarača leži u činjenici da koristi poseban elektronski mehanizam, koji kontrolira rad asinhronog motora. Također je važno napomenuti da vam vanredno stanje omogućava ne samo da postavite nesmetan početak, već i da odaberete optimalni indikator između napona i frekvencije. Ova karakteristika se izračunava pomoću određene formule.
Glavna prednost korištenja frekventnog pretvarača za motor je ušteda električna energija, čija vrijednost dostiže 50%. Drugi važna prednost Hitan slučaj je prilika da prilagodite svoj rad tako da najbolje odgovara svakoj industriji. Upotreba takvog uređaja temelji se na principu rada dvostruke konverzije napona.
Prva faza je podešavanje napona koji dolazi iz mreže. Ispravlja se i filtrira. Ove operacije se izvode kroz sistem kondenzatora.
Druga faza je uključivanje elektronske kontrole sistema. Ovaj element postavlja trenutnu vrijednost koja će odgovarati frekvenciji, kao i prethodno odabrani način rada.
Kao što vidite, princip rada frekventnog pretvarača je prilično jednostavan.
Materijali za montažu
Danas je širenje i unapređenje tehnologija i opreme dovelo do toga da je, posjedujući određena znanja iz elektronike i vještine, moguće sklopiti vanredno stanje za jednofazni motor svojom rukom.
Da biste sastavili ovaj uređaj, trebat će vam sljedeći materijali:
- trofazni most drajver model IR2135 ili 2133;
- trebat će vam mikrokontroler koji će se koristiti kao PWM generator, model AT90SPWM3B;
- drugi važan detalj- programer;
- tri para tranzistora;
- indikator s tekućim kristalima;
- šest dugmadi za kontrolu sistema.
Sastavljanje uređaja
Da biste započeli, morate imati kolo pretvarača frekvencije. Montaža će biti mnogo praktičnija i brža ako imate ovaj dokument.
Prvi korak montaže je povezivanje namotaja motora. Da biste to učinili, trebate koristiti opciju povezivanja, koja se u elektrotehnici naziva trokut.
U sastavljanju frekventnog pretvarača vlastitim rukama, osnova će biti dvije ploče. Jedan od njih (prvi) bit će osnova za postavljanje elemenata kao što su napajanje, drajver i tranzistori. Priključci za napajanje će se također spojiti na ovu ploču. Druga ploča je neophodna za montažu mikrokontrolera i indikatora. Da biste ova dva elementa povezali jedan s drugim, potrebno je koristiti fleksibilni kabel. Napraviti pulsni blok, možete koristiti najjednostavniju shemu.
Za kontrolu rada motora nema potrebe za dodavanjem eksternih uređaja. Međutim, ako još uvijek imate takvu želju, tada možete dodati IL300 krug u dizajn.
Sljedeći važan element u sklopu DIY frekventnog pretvarača bit će zajednički radijator. Na dijagramu ovih uređaja ovaj element koristi se za postavljanje tranzistora i diodnog mosta na njega. Jedan od potrebnih koraka je instalacija optokaplera OS2-4. Glavna svrha ovih elemenata je dupliranje kontrolnih dugmadi.
Prilikom izrade frekventnog pretvarača vlastitim rukama za motor snage do 400 W, možete bez senzora temperature. Za mjerenje napona možete koristiti obično pojačalo (DA-1-2). Također je potrebno zaštititi sve kontrolne tipke. Za to se koriste plastični gurači. Uređajem se upravlja pomoću optičkog spojnika.
Posljednja stvar koju trebate učiniti kada sami pravite frekventni pretvarač je da se pobrinete za suzbijanje buke. Ovo treba učiniti samo ako sistem koristi previše duge žice. Kada rotor motora već radi, možete odabrati bilo koju brzinu rotacije koja je unutar frekvencijskog raspona od 1 do 40.
Veza
Prikupljanje hitnog slučaja je samo pola bitke. Drugo poluvrijeme je ispravnu vezu pretvarač u motor. Pretvarač frekvencije za pumpu koja radi pomoću asinhronog motora može se povezati na dva načina. Izbor metode ovisi o naponu mreže.
Ako ima napon od 220 V i samo jednu fazu, onda je najpovoljniji dijagram povezivanja trokut. Ovdje je važno zapamtiti jednu stvar. Izlazna struja ne može premašiti nazivnu struju za više od 50%.
Ako povežete frekventni pretvarač sa 380 V i tri faze, onda je za spajanje na motor najbolje pribjeći krugu kao što je zvijezda. Kako bi se ovaj proces što više pojednostavio, kupljeni PE imaju posebne terminale koji imaju sa potrebnim oznakama. Na domaćem ćete morati bez ovoga.
Važno je ne zaboraviti da u bilo kojem sistemu, domaćem ili kupljenom, mora postojati krug koji ima terminal za uzemljenje.
Održavanje uređaja
Kao što je ranije spomenuto, jednostavno sastavljanje hitne situacije i povezivanje nije dovoljno. Još jedan važan dio koji garantuje dugoročno servis uređaja je održavanje uređaja. Pretvarač frekvencije za pumpu, motor ili bilo koji drugi uređaj mora se pažljivo održavati:
- Najstrašniji neprijatelj elektronske opreme je prašina. Važno je to osigurati interni kontakti nije se nakupilo. Za uklanjanje ovih čestica krhotina može se koristiti kompresor male snage. Nije preporučljivo koristiti usisivač, jer neće moći ukloniti gust sloj prašine.
- Potrebno je redovno provjeravati funkcionalnost svih komponenti. Ako dođe do problema, odmah ih promijenite. Normalan radni vek elektrolitički kondenzator- 5 godina, za osigurač - 10 godina. Ventilatori koji rade unutar uređaja potrebno je mijenjati svake 2-3 godine, unutrašnje kablove - svakih 6 godina.
- Veoma je važno pratiti parametre kao što su temperatura unutrašnjih elemenata, kao i napon na DC sabirnici. Ako temperatura previše poraste, termalna pasta će se vjerovatno osušiti, što će uzrokovati kvar kondenzatora. Da biste izbjegli ovaj problem, preporučuje se mijenjanje termalne paste svake tri godine.
- Važno je pridržavati se slijedeći pravila rad: temperatura okoline ne viša od +40 stepeni; prostorija mora biti suva, visoka vlažnost neprihvatljivo; Povećana prašina će također negativno utjecati na uređaj.
Konstruktivni uređaj za vanredne situacije
Da biste tačno odgovorili na pitanje kako napraviti frekventni pretvarač, morate razumjeti još jednu stvar. Ovo - strukturni raspored ovog uređaja.
Budući da se tokom proizvodnje morate fokusirati na kupljene modele, dijagram mora biti odgovarajući. To znači da mora raditi na strukturi dvostruke konverzije. Ovo kolo ima glavne dijelove: DC link, pretvarač impulsa snage i upravljački sistem.
Ako razmotrimo detaljnije, onda dio sa DC sastoji se od dva priključka: nekontroliranog ispravljača i filtera. To je u ovom elementu AC napon, koji važi u mreži, biće pretvoren u stalni.
Drugi element je pretvarač impulsa snage. Trofazni je i sastoji se od šest tranzistorskih prekidača. Dizajnirani su za povezivanje odgovarajućeg namota motora na svaki od prekidača, i pozitivan i negativan. Ovaj element je odgovoran za pretvaranje dolaznog istosmjernog napona u trofazni i naizmjenični napon. Ovaj uređaj također postavlja željenu frekvenciju i amplituda.
Poslednji element je sistem upravljanja. Ovdje se koriste energetski IGBT tranzistori. U poređenju sa konvencionalnim tiristorima, frekvencija prebacivanja tranzistora je veća. Ovo omogućava da se izlazni signal proizvede u obliku sinusnog vala sa minimalnim izobličenjem.
Pretvarači frekvencije na mikrokontroleru
Princip rada takvih uređaja je sljedeći. U početku su karakteristike svih mikrokontrolera (MC) konfigurisane da rade u tandemu sa naponom od 200 V i frekvencijom polja od 50 Hz. Drugim riječima, po defaultu su konfigurirani da rade u tandemu s najprimitivnijim asinhronim motorima od 220 V/50 Hz. Postoji i indikator kao što je brzina povećanja frekvencije. Podrazumevano je ova vrijednost postavljena na 15 Hz/sec. To znači da će ubrzanje MK-a na 50 Hz trajati nešto više od 3 sekunde, a na primjer do 150 Hz za tačno 10 sekundi. Takođe je važno napomenuti da je u početku vanredno stanje skalarno. Drugim riječima, što je veća izlazna frekvencija motora, to će biti veći i njegov napon.
Popravka i podešavanje uređaja
Popravka frekventnih pretvarača je sastavni dio rada sa ovim uređajima. Često se javlja problem kao što je kvar kočionog otpornika. Ako se to dogodi, vanredno stanje neće moći da funkcioniše puna moć. Kako bi se utvrdilo da li je kočioni element pokvario ili ne, postoji tabela koja prikazuje sve nazivne vrijednosti za sve vrste elemenata. Ako se nakon provjere s ovim dokumentom pokaže da se bilo koji parametar ne podudara, tada je potrebno promijeniti otpornik.
Također može doći do kvarova ako je hitna situacija previše moćna ili je mreža preslaba za ovaj model. Ovdje se radi o principu rada elemenata za hitne slučajeve. Dizajniran je za rad na konstantnom visokom naponu. Ako parametri mreže ne dosegnu minimalne pokazatelje potrebne za rad, tada neće moći obavljati svoje funkcije. Kao takav, popravka frekventnog pretvarača nije potrebna, morate kupiti manje moćan uređaj.
Glavni indikatori pretvarača
Glavne karakteristike ovih uređaja uključuju sljedeće:
- radni napon od 220 do 480 V;
- svi modeli imaju lP54 zaštitu;
- temperaturni uslovi potrebni za normalan rad u rasponu od +10 do +40 stepeni Celzijusa;
- snaga za većinu kupljenih modela je od 1 kW.
Osim toga, postoje modeli kao što su dvo-link frekventni pretvarači, kao i varijante kao što su matrični i vektorski uređaji. Na primjer, tip vektora je vanredno stanje naizmjenična struja i napon koji se na njega primjenjuje, neophodan za stvaranje željene amplitude. Ovaj tip uređaja osigurava da se motor pokrene 2 sekunde nakon pokretanja hitnog slučaja. Međutim, mana je to što je prilično skup, pa stoga i njegova popularnost rapidno pada.
Vrlo je važno napomenuti da je jednostavno odabir moćnog uređaja pogrešan. Izbor se mora izvršiti u skladu sa radnim parametrima mreže. Ako kupite frekventni pretvarač koji je previše snažan za električni motor, na kraju ćete preplatiti opremu koja će predstavljati prijetnju, a ne regulirati rad jedinice.
