Motori asinkron trefazor u krijua në fund të shekullit të 19-të dhe në këtë fazë të zhvillimit njerëzor është një nga elementët e domosdoshëm në prodhimin industrial modern. Për të siguruar fillimin dhe ndalimin e qetë të një motori të tillë, përdoret një pajisje speciale.
Ai quhet konvertues frekuence ose konvertues frekuence, nëse është më i thjeshtë. Për motorë të mëdhenj me fuqi të lartë prania e një konverteri të tillë është veçanërisht e rëndësishme. Me ndihmën e konvertuesve të frekuencës, është e mundur të rregullohen rrymat e hyrjes, gjë që nënkupton zbatimin e manipulimeve të tilla si kontrolli dhe kufizimi i madhësisë së tyre.
Parimi i funksionimit të konvertuesit të frekuencës
Kontrolli ekskluzivisht mekanik i rrymës çon në humbje të energjisë dhe reduktim të jetëgjatësisë së pajisjes. Treguesit e kësaj rryme do të jenë disa herë më të larta se ato nominale, e cila do të ketë një ndikim jashtëzakonisht negativ në funksionimin normal pajisje.
Parimi i funksionimit të konvertuesit të frekuencës është që rryma të kontrollohet në mënyrë elektronike. Kjo siguron një fillim të butë, rregullim të qetë të funksionimit të makinës, duke vëzhguar marrëdhënien midis frekuencës dhe drejtimit sipas një formule të caktuar të veçantë.
Konvertuesi i frekuencës ka një numër avantazhesh që karakterizojnë shumë pozitivisht funksionimin e kësaj pajisjeje. Një nga këto përparësi është fakti se Konvertuesi i frekuencës ndihmon në kursimin e konsumit të energjisë. Kursimet janë afërsisht 50%, që në vetvete është një plus shumë i madh. Nga rruga, duke marrë parasysh nevojat e një prodhimi specifik, është e mundur të rregullohet energjia që konsumohet gjatë funksionimit të pajisjes.
Thelbi i punës të kësaj pajisjeje bazohet në parimin e konvertimit të tensionit të dyfishtë. Vetë thelbi mund të përshkruhet duke përshkruar vetëm dy pika, të cilat do t'ju lejojnë të gjurmoni dhe kuptoni të gjithë parimin:
- Tensioni i rrjetit korrigjohet dhe filtrohet nga një sistem kondensatorësh.
- Pas kësaj, kontrolli elektronik hyn drejtpërdrejt në veprim, i cili konsiston në gjenerimin e një rryme me një frekuencë që është programuar paraprakisht.
Prodhimi është dhënë pulses katrore, të cilat ndikohen nga mbështjellja e statorit të motorit, pas së cilës ato afrohen me një sinusoid.
Zgjedhja e frekuencës
Prodhuesit e pajisjeve të tilla fokusohen në koston e konvertuesve të frekuencës. Nga kjo rrjedh se shumë nga opsionet që janë të disponueshme në modelet më të shtrenjta nuk do të jenë më të pranishme në modelet e konvertuesve të lirë. Para se të zgjidhni pajisjen e duhur, duhet t'i kushtoni vëmendje specifikimet të gjitha modelet e disponueshme të paraqitura në gamë, si dhe kërkesat bazë për një përdorim specifik.
- Kontrolli mund të kryhet në dy mënyra: vektor dhe skalar. Kontrolli i vektorit lejon rregullim të saktë. Parimi i funksionimit të kontrollit skalar është ruajtja e një marrëdhënieje midis tensionit dhe frekuencës në dalje, të specifikuar nga përdoruesi. Kontroll skalar jo i përshtatshëm për pajisje komplekse dhe përdoret për më shumë pajisje të thjeshta si një tifoz.
- Sa më e lartë të jetë fuqia e treguar në karakteristika, aq më i lartë është shkathtësia e konvertuesit. Kjo do të thotë se do të sigurojë këmbyeshmëri. Përveç kësaj, mirëmbajtja e një pajisjeje të tillë do të jetë më e lehtë.
Ju patjetër duhet t'i kushtoni vëmendje diapazonit të specifikuar të tensionit të rrjetit. Ai duhet të jetë sa më i gjerë që të jetë e mundur, gjë që do të sigurojë siguri kur standardet e tij ndryshojnë. Dhe nuk mund të mos përmendim faktin se një rritje është shumë më e rrezikshme se një ulje. Kur rritet, kondensatorët e rrjetit mund të shpërthejnë.- Frekuenca e specifikuar duhet domosdoshmërisht të plotësojë të gjitha nevojat e prodhimit. Gama e kontrollit të shpejtësisë së makinës tregohet nga kufiri i poshtëm. Nëse keni nevojë për një më të gjerë, duhet t'i drejtoheni kontrollit vektorial. Përdorimi praktik parashikon përdorimin e frekuencave si: nga 10 deri në 60 Hz. Rrallë, por ndodhin deri në 100 Hz.
- Zbatimi i menaxhimit përfshin përdorimin inpute të ndryshme dhe del. Sa më shumë të ketë, aq më mirë, natyrisht. Por duhet të keni parasysh se kur më shumë hyrjet dhe daljet, kostoja e konvertuesit të frekuencës rritet ndjeshëm, dhe konfigurimi i tij gjithashtu bëhet më i ndërlikuar.
- Vëmendje duhet t'i kushtohet gjithashtu autobusit të kontrollit të pajisjeve të lidhura.. Duhet të përputhet me kapacitetin e qarkut të gjeneratorit të frekuencës për sa i përket numrit të hyrjeve dhe daljeve. Gjithashtu, mos harroni se është më mirë të keni një erë të vogël në dispozicion për modernizimin e mundshëm.
Mos harroni për aftësitë e mbingarkesës së pajisjes.. Rekomandohet të zgjidhni një konvertues frekuence me një fuqi që do të jetë 15% më shumë fuqi motori i përdorur. Rekomandohet fuqimisht që të lexoni udhëzimet e përfshira me konvertuesin e frekuencës. Prodhuesit me siguri tregojnë të gjithë parametrat e tij kryesorë në dokumentacionin për pajisjen. Nëse ngarkesat e pikut janë të rëndësishme, atëherë kur zgjidhni një pajisje, duhet t'i kushtoni vëmendje treguesve aktualë aktualë dhe vlerave të treguara si kulm. Në këtë rast, ju duhet të zgjidhni një konvertues me vlerësimet e pikut të rrymës që do të jenë 10% më të larta se ato të treguara në dokumentacion.
Lidhja e një konvertuesi të frekuencës me një motor elektrik
- Për instalime elektrike njëfazore (220 V), pra për përdorim në shtëpi, lidhja duhet të bëhet nga përdoruesi duke kryer një qark “trekëndësh”. Rryma e daljes në asnjë rrethanë nuk duhet të kalojë 50% të rrymës së vlerësuar! Eshte shume e rendesishme!
- Për përdorim industrial(teli trefazor në 380V) rekomandohet të lidhni konvertuesin e frekuencës me motorin në një konfigurim yll.
Terminalet
Një konvertues frekuence ka një numër të caktuar terminalesh, të cilat janë të përcaktuara me shkronja të ndryshme dhe për të cilat nevojiten lidhje të ndryshme:
Për të zgjatur jetën e konvertuesit, duhet të plotësoni një sërë kërkesash dhe të ndiqni këshilla që do të ndihmojnë në zgjatjen e jetëgjatësisë së pajisjes:
Kontrolli i një motori asinkron nuk është një proces i lehtë. Kërkohet të ketë njohuri të caktuara për të kryer me sukses të gjitha manipulimet që përfshijnë si lidhjet ashtu edhe aktivitetet e funksionimit.
Konvertuesit që janë bërë në shtëpi mund të përdoren lehtësisht në shtëpi dhe për qëllime shtëpiake. Për më tepër, gjeneratorët e tillë të frekuencës kushtojnë dukshëm më pak se homologët e tyre industrialë. Por nuk rekomandohet shumë përdorimi i konvertuesve të tillë për punë në prodhim. Për kushte të tilla, duhet të zgjidhni njësitë e frekuencës që janë montuar në fabrika. Puna në pajisje të tilla dhe mirëmbajtja e tyre duhet t'i besohet personelit i cili është i aftë për këto pajisje dhe ka njohuri të mjaftueshme për të punuar me gjeneratorët e frekuencës.
konkluzionet
Motorët elektrikë asinkronë janë superiorë ndaj motorëve DC në shumë aspekte. Kjo epërsi ka të bëjë si me pajisjen ashtu edhe me besueshmërinë. Prandaj, në shumë raste, përdoruesit zgjedhin motorë asinkronë, të udhëhequr pikërisht nga konsideratat e epërsisë së tyre ndaj pajisjeve të tjera.
Kontrolli i rrymës mekanike shkakton disa pasoja negative, pasi kur përdorni këtë opsion kontrolli nuk mund të jeni i sigurt për funksionimin qind për qind dhe me cilësi të lartë të pajisjes. Përdorimi i konvertuesve të frekuencës për motorët asinkron ka avantazhet e tij shumë të rëndësishme, të cilat janë të rëndësishme në shumë aspekte të punës me motorë. Një nga avantazhet më të rëndësishme të përdorimit kontroll elektronik dhe gjeneratorët e frekuencës është fakti që këto pajisje ju lejojnë të kurseni konsumin e energjisë. Përveç kësaj, fuqia do të jetë më e madhe.
Drejtuesit e frekuencës duhet të zgjidhen duke marrë parasysh shumë karakteristika që janë të specifikuara në dokumentacionin e bashkangjitur pajisjes. Konvertuesit e frekuencës të bërë në shtëpi mund të jenë të dobishëm në kushte shtëpiake, por ato nuk duhet të përdoren në prodhim.
Funksionimi i konvertuesve duhet të kryhet në mënyrë korrekte, në përputhje me të gjitha rekomandimet dhe rregullat. Kjo do të përmirësojë cilësinë e funksionimit të pajisjeve. Përveç kësaj, shumë këshilla do të zgjasin jetën e motorit dhe konvertuesit. Rekomandohet shumë të monitorohet tensioni. Në rast të një rritjeje kritike të tensionit, kondensatorët mund të shpërthejnë. Gjeneratorët e frekuencës duhet të përdoren në përputhje me të gjitha rregullat bazë të sigurisë. Rekomandohet të mos filloni të punoni me ta pa të gjithë njohuritë e nevojshme në këtë zonë.
Rotori i çdo motori elektrik drejtohet nga forcat e shkaktuara nga një fushë elektromagnetike rrotulluese brenda mbështjelljes së statorit. Shpejtësia e saj zakonisht përcaktohet nga frekuenca industriale rrjeti elektrik.
Ajo vlera standarde 50 herc nënkupton përfundimin e pesëdhjetë periudhave të lëkundjeve brenda një sekonde. Në një minutë numri i tyre rritet 60 herë dhe arrin në 50x60=3000 rrotullime. Rotori rrotullohet në të njëjtin numër herë nën ndikimin e një fushe elektromagnetike të aplikuar.
Nëse ndryshoni vlerën e frekuencës së rrjetit të aplikuar në stator, mund të rregulloni shpejtësinë e rrotullimit të rotorit dhe diskut të lidhur me të. Ky parim është baza për kontrollin e motorëve elektrikë.
Llojet e konvertuesve të frekuencës
Sipas dizajnit, konvertuesit e frekuencës janë:
1. lloji i induksionit;
2. elektronike.
Motorët elektrikë asinkronë, të bërë dhe të lëshuar në modalitetin e gjeneratorit, janë përfaqësues të llojit të parë. Ata kanë efikasitet të ulët operativ dhe karakterizohen nga efikasitet të ulët. Prandaj, ato nuk kanë gjetur aplikim të gjerë në prodhim dhe përdoren jashtëzakonisht rrallë.
Metoda e konvertimit elektronik të frekuencës ju lejon të rregulloni pa probleme shpejtësinë e makinave asinkrone dhe sinkrone. Në këtë rast, një nga dy parimet e kontrollit mund të zbatohet:
1. sipas një karakteristike të paracaktuar të varësisë së shpejtësisë së rrotullimit nga frekuenca (V/f);
2. metodë kontrolli i vektorit.
Metoda e parë është më e thjeshta dhe më pak e avancuar, dhe e dyta përdoret për të kontrolluar me saktësi shpejtësitë e rrotullimit të pajisjeve kritike industriale.
Karakteristikat e kontrollit vektorial të konvertimit të frekuencës
Dallimi midis kësaj metode është ndërveprimi, ndikimi i pajisjes së kontrollit të konvertuesit në "vektorin hapësinor" të fluksit magnetik, që rrotullohet me frekuencën e fushës së rotorit.
Algoritmet për funksionimin e konvertuesve bazuar në këtë parim krijohen në dy mënyra:
1. kontroll pa prekje;
2. kontrolli i rrjedhës.
Metoda e parë bazohet në caktimin e një varësie të caktuar të alternimit të sekuencës së inverterit në algoritme të përgatitura paraprakisht. Në këtë rast, amplituda dhe frekuenca e tensionit në daljen e konvertuesit rregullohen sipas rrymës së rrëshqitjes dhe ngarkesës, por pa përdorur reagime nga shpejtësia e rrotullimit të rotorit.
Kjo metodë përdoret kur kontrolloni disa motorë elektrikë të lidhur paralelisht me një konvertues të frekuencës. Kontrolli i fluksit përfshin monitorimin e rrymave të funksionimit brenda motorit, zbërthimin e tyre në komponentë aktivë dhe reaktivë dhe duke bërë rregullime në funksionimin e konvertuesit për të vendosur amplituda, frekuenca dhe këndi për vektorët e tensionit të daljes.
Kjo ju lejon të rrisni saktësinë e motorit dhe të rritni kufijtë e rregullimit të tij. Përdorimi i kontrollit të rrjedhës zgjeron aftësitë e disqeve që funksionojnë me shpejtësi të ulëta me ngarkesa të mëdha dinamike, të tilla si pajisjet e ngritjes së vinçave ose makineritë e dredha-dredha industriale.
Përdorimi i teknologjisë vektoriale lejon që të aplikohet rregullimi dinamik i çift rrotullues.
Skema e zëvendësimit
Qarku elektrik skematik i thjeshtuar i një motori asinkron mund të përfaqësohet si më poshtë.
Tensioni u1 aplikohet në mbështjelljet e statorit, të cilat kanë R1 aktive dhe rezistencë induktive X1. Ai, duke kapërcyer rezistencën e hendekut të ajrit Xv, shndërrohet në dredha-dredha të rotorit, duke shkaktuar një rrymë në të që kapërcen rezistencën e tij.
Diagrami vektorial i qarkut ekuivalent
Ndërtimi i tij ndihmon për të kuptuar proceset që ndodhin brenda një motori asinkron.
Energjia aktuale e statorit ndahet në dy pjesë:
iµ - fraksion formues i rrjedhës;
iw është komponenti që formon çift rrotullues.
Në këtë rast, rotori ka rezistencë aktive R2/s, në varësi të rrëshqitjes.
Për kontrollin pa prekje maten sa vijon:
tension u1;
aktuale i1.
Bazuar në vlerat e tyre, llogaritet si më poshtë:
iµ - komponenti i rrymës rrjedhëse;
iw është sasia e çift rrotullimit.
Algoritmi i llogaritjes tashmë ka përfshirë elektronik qark ekuivalent motori asinkron me rregullatorë të rrymës, i cili merr parasysh kushtet e ngopjes së fushës elektromagnetike dhe humbjet e energjisë magnetike në çelik.
Të dy këta përbërës të vektorëve aktualë, të ndryshëm në kënd dhe amplitudë, rrotullohen së bashku me sistemin koordinativ të rotorit dhe shndërrohen në sistem i palëvizshëm orientimi i statorit.
Sipas këtij parimi, parametrat e konvertuesit të frekuencës përshtaten me ngarkesën e motorit asinkron.
Parimi i funksionimit të konvertuesit të frekuencës
Kjo pajisje, e quajtur edhe inverter, bazohet në një ndryshim të dyfishtë në formën e sinjalit të rrjetit elektrik të furnizimit.
Ne fillim tension industrial furnizohet me një njësi ndreqës të fuqisë me dioda të fuqishme që heqin harmonikat sinusoidale, por lënë valëzime sinjali. Për t'i eliminuar ato, sigurohet një bankë kondensatorësh me induktivitet (filtër LC), duke siguruar një formë të qëndrueshme dhe të lëmuar për tensionin e korrigjuar.
Më pas sinjali shkon në hyrjen e konvertuesit të frekuencës, i cili është një urë qark trefazor i gjashtë serive IGBT ose MOSFET me dioda mbrojtëse nga ndezja polariteti i kundërt. Tiristorët e përdorur më parë për këto qëllime nuk kanë shpejtësi të mjaftueshme dhe funksionojnë me zhurmë të madhe.
Për të aktivizuar modalitetin e "frenimit" të motorit, në qark mund të instalohet një transistor i kontrolluar me një rezistencë të fuqishme që shpërndan energjinë. Kjo teknikë ju lejon të hiqni tensionin e gjeneruar nga motori për të mbrojtur kondensatorët e filtrit nga mbingarkesa dhe dështimi.
Metoda e kontrollit vektorial të frekuencës së konvertuesit ju lejon të krijoni qarqe që rregullojnë automatikisht sinjalin nga sistemet ACS. Për këtë, përdoret një sistem kontrolli:
1. amplituda;
2. PWM (modelimi i gjerësisë së pulsit).
Metoda e kontrollit të amplitudës bazohet në ndryshimin e tensionit të hyrjes, dhe PWM është një algoritëm për ndërrimin e transistorëve të fuqisë kur tension konstant hyrje.
Me rregullimin PWM, krijohet një periudhë modulimi i sinjalit kur mbështjellja e statorit lidhet në mënyrë strikte me terminalet pozitive dhe negative të ndreqësit.
Meqenëse frekuenca e orës së gjeneratorit është mjaft e lartë, dredha-dredha e një motori elektrik me reaktancë induktive, ato zbuten në një sinusoid pamje normale.
Metodat e kontrollit PWM bëjnë të mundur eliminimin e humbjeve të energjisë sa më shumë që të jetë e mundur dhe sigurojnë efikasitet të lartë transformimet për shkak të kontrollit të njëkohshëm të frekuencës dhe amplitudës. Ato u bënë të disponueshme falë zhvillimit të teknologjive të kontrollit për tiristorët e fikjes së energjisë të serisë GTO ose markave bipolare Tranzistorë IGBT me një grilë të izoluar.
Parimet e përfshirjes së tyre për kontrollin e një motori trefazor tregohen në foto.
Secili nga gjashtë transistorët IGBT është i lidhur në një qark antiparalel me diodën e tij të rrymës së kundërt. Në këtë rast, rryma aktive e motorit asinkron kalon nëpër qarkun e fuqisë së secilit transistor, dhe përbërësi i tij reaktiv drejtohet përmes diodave.
Për të eliminuar ndikimin e zhurmës së jashtme elektrike në funksionimin e inverterit dhe motorit, mund të përfshihet dizajni i qarkut të konvertuesit të frekuencës, duke eliminuar:
interferenca në radio;
shkarkimet elektrike të shkaktuara nga pajisjet e funksionimit.
Shfaqja e tyre sinjalizohet nga kontrollori dhe për të zvogëluar ndikimin, instalimet elektrike të mbrojtura përdoren midis motorit dhe terminaleve të daljes së inverterit.
Për të përmirësuar saktësinë e funksionimit të motorëve asinkron, qarku i kontrollit të konvertuesve të frekuencës përfshin:
input i komunikimit me aftësi të avancuara të ndërfaqes;
kontrollues i integruar;
kartë memorie;
softuer;
Ekran informacioni LED që shfaq parametrat kryesorë të daljes;
helikopter frenash dhe filtri i integruar EMC;
sistemi i ftohjes së qarkut i bazuar në fryrje me ventilatorë me jetëgjatësi;
funksioni i ngrohjes së motorit duke përdorur rrymë direkte dhe disa veçori të tjera.
Diagramet e lidhjes operative
Konvertuesit e frekuencës janë krijuar për të punuar me rrjete njëfazore ose trefazore. Sidoqoftë, nëse ka burime industriale DC me një tension prej 220 volt, atëherë invertorët gjithashtu mund të fuqizohen prej tyre.
Modelet trefazore janë krijuar për një tension rrjeti prej 380 volt dhe e furnizojnë atë me motorin elektrik. Inverterët njëfazorë furnizohen me energji nga 220 volt dhe nxjerrin tre faza të ndarë në kohë.
Diagrami i lidhjes së konvertuesit të frekuencës me motorin mund të bëhet sipas diagrameve të mëposhtme:
yje;
trekëndëshi.
Dredha-dredha e motorit janë mbledhur në një "yll" për një konvertues të mundësuar nga rrjet trefazor 380 volt.
Mbështjelljet e motorit montohen sipas skemës "trekëndësh" kur konverteri që e ushqen atë është i lidhur me një rrjet njëfazor 220 volt.
Kur zgjidhni një metodë për lidhjen e një motori elektrik me një konvertues frekuence, duhet t'i kushtoni vëmendje raportit të fuqisë që mund të krijojë një motor që funksionon në të gjitha mënyrat, duke përfshirë fillimin e ngadaltë, të ngarkuar, me aftësitë e inverterit.
Ju nuk mund ta mbingarkoni vazhdimisht konvertuesin e frekuencës dhe një rezervë e vogël e fuqisë së tij dalëse do të sigurojë funksionimin e tij afatgjatë dhe pa probleme.
Për qartësi, diagrami mund të ndahet në tre komponentë ose tre blloqe të ndërlidhura:
1. Ndreqës.
2. Filtër, qëllimi i të cilit është zbutja e tensionit të daljes.
3. Inverter, i cili në fakt është përgjegjës për prodhimin e frekuencës së kërkuar.
Përdorimi i tij siguron një reduktim të ndjeshëm rryma e nisjes, kur ndizni pajisjen, gjë që zgjat ndjeshëm jetën e funksionimit të motorit dhe pajisjes ku përdoret ky motor. Natyrisht, duke hequr qafe leximet e larta të rrymës së fillimit në këtë mënyrë, është gjithashtu e mundur të kursehet energjia elektrike, e cila më parë ishte harxhuar gjatë ndezjes së pajisjes. Dhe kjo është veçanërisht e vërtetë në kushtet kur ofrohen fillime dhe ndalime të shpeshta të pajisjeve.
Oriz. 2. Përbërësit e një konverteri të frekuencës
Invertorët modernë të blerë përdoren gjerësisht në fusha të tilla si prodhimi, furnizimi me ujë, energjia, bujqësia dhe shërbimet urbane, elektronika dhe linjat dhe komplekset automatike.
Kostoja e një konverteri të markës së frekuencës është shumë e lartë për të studiuar proceset e funksionimit të tij ose për ta përdorur atë në jetën e përditshme ose në një punëtori shtëpiake. Prandaj, gjeneratorët e frekuencës shtëpiake shpesh përdoren në situata të tilla.
Montimi i pajisjes
Vlen t'i kushtohet vëmendje faktit se në shtëpi nuk rekomandohet shumë përdorimi i motorëve të krijuar për fuqi më të madhe se 1 kW. Këto janë veçoritë rrjeti i shtëpisë.
Duke pasur motorin e nevojshëm, së pari do t'ju duhet të lidhni mbështjelljet e tij me njëri-tjetrin duke përdorur metodën "trekëndësh".
Oriz. 3. Motor trefazor
Oriz. 4. Lidhja trekëndore
Diagrami i vetë konvertuesit të frekuencës.
Oriz. 6. Qarku i konvertuesit të frekuencës
Energjia furnizohet nga një furnizim me energji 27 Volt Tensioni DC. Ky mund të jetë ose një furnizim me energji i rregullueshëm ose një furnizim me energji i bërë vetë i projektuar për një tension të caktuar. Diagrami i lidhjes së motorit;
Oriz. 7. Diagrami i lidhjes së motorit
Qarku është i thjeshtë dhe i provuar dhe nuk përmban komponentë që do të ishin të vështira për t'u blerë. Por, për fat të keq, nuk është pa të meta dhe është i përshtatshëm vetëm për përdorim të përditshëm.
Një qark më kompleks për t'u montuar, por edhe më efektiv, është paraqitur më poshtë.
Oriz. 8. Diagrami i lidhjes së motorit
Aktiv ky moment Ky është qarku më i diskutuar i konvertuesit të frekuencës që mund ta bëni vetë. Firmware i mikrokontrolluesit ka shumë në forume tematike. Do t'ju duhet jo vetëm aftësia për të bashkuar me kompetencë, por edhe për të ndezur mikrokontrolluesit.
Oriz. 9. Pllaka e qarkut të printuar
E detyrueshme burim i besueshëm Furnizimi me energji 24 volt. Gjithashtu propozohet ta bëni vetë sipas diagramit.
Oriz. 10. Qarku i furnizimit me energji elektrike
Natyrisht, pajisja mund të blihet e gatshme. Ato mund të markohen ose bëhen nga mjeshtrit popullorë që kanë rekomandime pozitive.
Pak sfond. Tema ime tezë tingëllonte si kjo: "Zhvillimi dhe hulumtimi i një makine elektrike asinkrone të kontrolluar nga frekuenca e tiristorit të një njësie automjeti elektrik." Një emër i gjatë, por pasqyron thelbin: dhe fuqinë baza e elementit(tiristorë, më saktë SCR), dhe metoda e kontrollit (e kontrolluar nga frekuenca), dhe qëllimi i makinës elektrike - një automjet elektrik.
Kjo është diploma ime e inxhinierisë elektrike. Vula poshtë majtas: Distinktivi i lëshuar.
Futja e diplomës. Në krye është shtypur se për çfarë teme kam shkruar tezën time.
Më poshtë janë të shtypura lëndët që kam studiuar sipas një plani individual.
Futja është shpalosur. Sa lëndë janë studiuar në 5 vjet!
Dhe tani Përshkrim i shkurtër tezën time, të cilën e mbrojta me nota të shkëlqyera, duke aplikuar për pranim në shkollën pasuniversitare:
Qarqet e njësisë së kontrollit janë bërë duke përdorur transistorë. Blloku i tiristorit të fuqisë ishte një strukturë me peshë. Një motor elektrik asinkron trefazor me një rotor me kafaz ketri u përdor si motor i njësisë. Acidi i plumbit u përdor për të fuqizuar njësinë e energjisë dhe qarkun e kontrollit. bateri akumulatori, duke zënë të gjithë hapësirën e bagazhit dhe me peshë tepër të madhe.
Rezultati ishte një furgon elektrik, qëllimi i të cilit ishte transportimi i ngarkesave të vogla brenda qytetit, për shembull, në pikat e shitjes me pakicë. Furnizimi me energji elektrike i baterisë ishte i mjaftueshëm për një ditë pune. Shpejtësia mesatare është 70 km/h.
Tani shpejt përpara disa dekada. Me kalimin e viteve, dëshira ime për problemin e lëvizjes elektrike jo vetëm që nuk u largua, por u bë gjithnjë e më e fortë. Tiristorët e fuqishëm janë zëvendësuar dhe plotësuar nga ata të fuqishëm me efekt në terren (për shembull, IRF840A) dhe tranzistorë bipolarë me porte te izoluar (IRG4PSC71U). Në vend të qarqeve të kontrollit në transistorë dhe mikroqarqe të shkallës së vogël dhe të mesme të integrimit, erdhën mikrokontrolluesit (në modelet e mia përdor kontrollorët e mi të preferuar PIC) dhe drejtuesit e specializuar - mikroqarqet për kontrollin e çelsave të tranzitorit të fuqisë dalëse IR2130-IR2131.
Rruga ime drejt suksesit ishte me gjemba. Për një kohë të gjatë kam përsëritur gabimet e dizenjimit të qarkut të njerëzve të tjerë duke bërë të miat. Përdoren programe kontrolli të papërfunduara të ruajtura në memorien e kontrollorëve PIC. Duke mos qenë programues, nuk mund t'i modifikoja apo përmirësoja programet. Rezultati është një tufë djegieje tranzistorë të fuqishëm dhe, siç është e pashmangshme, pavarësisht nga njësitë e mbrojtjes, çipat e shoferit "të djegur" IR2131 dhe mikrokontrolluesit e mi të preferuar - PIC16F628A.
Suksesi filloi të vinte me studimin e kujdesshëm të materialit për këtë çështje aktuale nga burime të ndryshme. Këto janë artikuj të huaj në të cilët, më herët se në literaturën teknike vendase, u botuan materiale teorike dhe zgjidhje praktike të qarkut për kontrollin e motorëve elektrikë asinkron trefazorë nga një rrjet elektrik njëfazor dhe trefazor, gjë që nuk është thelbësore.
Si rezultat im dizajn shtëpiak të mbledhura nga disa blloqe funksionale të zhvilluara nga autorë të ndryshëm, të cilëve fillova t'u besoja, pasi u ndava përgjithmonë me të tjerët, "falë" të cilëve pësova dështim pas dështimi.
Vetëm një ditë tjetër mblodha, nisa dhe testova versionin tim modular, deri më tani, të fundit të një konverteri të frekuencës për 4 shpejtësi fikse rrotullimi.
Me një motor elektrik 3-fazor 250 vat, funksionimi është i qëndrueshëm. Transistorët kryesorë të fuqishëm IRG4PSC71 pa radiatorë ju lejojnë të kontrolloni motorët elektrikë deri në 5 kW.
Themelore diagrami elektrik Ky version i "shoferit të frekuencës" tregohet në foto:
Fazat kryesore të montimit do të pasqyrohen në një numër fotografish.
Pamja e tabelës së kontrollit nga ana e pjesëve:
Ky është bordi kryesor i kontrollit të inverterit. PIC16F628A futet në prizë. Tre ndërprerës të dyfishtë optoçiftues të transistorit AT101AC izolojnë në mënyrë galvanike daljet e mikrokontrolluesit dhe hyrjet e drejtuesit të çelësit të energjisë IR2131.
Pamja e tabelës së kontrollit nga ana e printimit:
Paraqitja e përbërësve kryesorë të pajisjes në planin e pasmë:
Një plan prapa me komponentë fiks është instaluar në kutinë nga furnizimi me energji i PC:
Pamja e sipërme e pajisjes:
Pamja e pasme e pajisjes:
Pamja anësore e pajisjes nga gjurmët e printuara të tabelës së drejtuesit:
Stola e improvizuar e provës:
Rishikoni artikullin. Një temë kaq komplekse nuk mund të përshkruhet vetëm në një artikull, prandaj, me përmirësime dhe përmirësime, do t'i nënshtrohet korrigjimit dhe redaktimit herë pas here.
Motori me induksion u përdor për herë të parë në fund të shekullit të 19-të. Aplikimi i tij i suksesshëm bëri të mundur prezantimin kjo pajisje pothuajse në çdo fabrikë, fabrikë, në çdo industri. Sidoqoftë, funksionimi i kësaj pajisjeje doli të ishte mjaft problematik, veçanërisht fillimi dhe ndalimi. Qëllimi kryesor i funksionimit të një konverteri të frekuencës, si dhe qëllimi i krijimit të tij, ishte pikërisht nevoja për një pajisje që kontrollon një motor asinkron.
informacion i pergjithshem
Është më e këshillueshme që të furnizoni një konvertues frekuence (FC) për ato pajisje që kanë një vlerësim mjaft të lartë të fuqisë. Qëllimi kryesor për të cilin përdoren pajisje të tilla është ndryshimi i rrymës së hyrjes. Gjendja e jashtëzakonshme bën të mundur vendosjen e një vlere për këtë parametër, i cili siguron një ndalim dhe ndezje më të qetë të motorit.
Gjithashtu mund të vërehet se këto dy pajisje, duke punuar në çifte, bëjnë të mundur zëvendësimin e pajisjeve të tilla si disqet elektrike DC. Nga njëra anë, është shumë e thjeshtë të rregullosh shpejtësinë e një sistemi të tillë, por ka gjithashtu dobësi në një rrjet të tillë - vetë motori elektrik. Në disqet elektrike DC, kjo pajisje është më e shtrenjta dhe jo e besueshme. Dhe nëse krahasojmë pajisjet asinkrone me një pajisje të rrymës direkte, atëherë mund të theksojmë avantazhe të qarta: më e thjeshtë dhe pajisje e besueshme; pesha, kostoja dhe dimensionet e një pajisjeje asinkrone do të jenë shumë më të ulëta se ajo e një pajisjeje me rrymë të drejtpërdrejtë me të njëjtën fuqi.
Çfarë është një konvertues i frekuencës
Vlen të përmendet se çfarë duhet të rregullojë vlerë numerike Mund ta bëni edhe me dorë. Sidoqoftë, kjo do të marrë një kohë të caktuar, pasi një person nuk është në gjendje të reagojë menjëherë ndaj çdo ndryshimi, si një makinë. Dhe kjo do të çojë në faktin se një sasi e caktuar energjie do të harxhohet, dhe burimi i energjisë i motorit do të shterohet më shpejt.
Një konvertues i frekuencës për një motor elektrik është një pjesë praktikisht e nevojshme, pasi ato pajisje që nuk e kishin atë kishin një vlerë aktuale që tejkalonte tensionin e vlerësuar me 5-7 herë. Një ndryshim i tillë nuk do të lejojë krijimin e kushteve të pranueshme për funksionimin e motorit.
Parimi i funksionimit të konvertuesit të frekuencës qëndron në faktin se ai përdor një mekanizëm të veçantë elektronik, i cili kontrollon funksionimin e motorit asinkron. Është gjithashtu e rëndësishme të theksohet se gjendja e jashtëzakonshme ju lejon jo vetëm të vendosni një fillim të qetë, por edhe të zgjidhni treguesin optimal midis tensionit dhe frekuencës. Kjo karakteristikë llogaritet duke përdorur një formulë të caktuar.
Avantazhi kryesor i përdorimit të një konvertuesi të frekuencës për një motor është kursimi energji elektrike, vlera e të cilave arrin në 50%. Një tjetër avantazh i rëndësishëm Një emergjencë është një mundësi për të personalizuar punën e saj në mënyrë që t'i përshtatet më së miri çdo industrie. Përdorimi i një pajisjeje të tillë bazohet në parimin e funksionimit të konvertimit të tensionit të dyfishtë.
Faza e parë është rregullimi i tensionit që vjen nga rrjeti. Drejtohet dhe filtrohet. Këto operacione kryhen përmes një sistemi kondensatorësh.
Faza e dytë është përfshirja e kontrollit elektronik të sistemit. Ky element vendos vlerën aktuale që do të korrespondojë me frekuencën, si dhe mënyrën e funksionimit të zgjedhur më parë.
Siç mund ta shihni, parimi i funksionimit të konvertuesit të frekuencës është mjaft i thjeshtë.
Materialet e montimit
Sot, përhapja dhe përmirësimi i teknologjive dhe pajisjeve ka çuar në faktin se, duke pasur disa njohuri në elektronikë dhe aftësi, është e mundur të vendoset një gjendje e jashtëzakonshme për motor njëfazor me dorën e vet.
Për të montuar këtë pajisje, do t'ju nevojiten materialet e mëposhtme:
- drejtuesi i urës trefazore model IR2135 ose 2133;
- do t'ju duhet një mikrokontrollues që do të përdoret si gjenerator PWM, modeli AT90SPWM3B;
- nje tjeter detaj i rëndësishëm- programues;
- tre palë tranzistorë;
- tregues i kristalit të lëngët;
- gjashtë butona për të kontrolluar sistemin.
Montimi i pajisjes
Për të filluar, duhet të keni një qark konvertues të frekuencës. Asambleja do të jetë shumë më e përshtatshme dhe më e shpejtë nëse e keni këtë dokument.
Hapi i parë i montimit është lidhja e mbështjelljeve të motorit. Për ta bërë këtë, duhet të përdorni një opsion lidhjeje, i cili në inxhinierinë elektrike quhet trekëndësh.
Në montimin e një konvertuesi të frekuencës me duart tuaja, baza do të jenë dy dërrasa. Njëri prej tyre (i pari) do të jetë baza për vendosjen e elementeve të tilla si furnizimi me energji elektrike, drejtuesi dhe transistorët. Terminalet e energjisë do të lidhen gjithashtu me këtë bord. Pllaka e dytë është e nevojshme për montimin e mikrokontrolluesit dhe treguesit. Për të lidhur këta dy elementë me njëri-tjetrin, duhet të përdorni një kabllo fleksibël. Për të bërë bllokimi i pulsit, mund të përdorni skemën më të thjeshtë.
Për të kontrolluar funksionimin e motorit, nuk ka nevojë të shtoni pajisje të jashtme. Sidoqoftë, nëse ende keni një dëshirë të tillë, atëherë mund të shtoni qarkun IL300 në dizajn.
Tjetra element i rëndësishëm në asamblenë e konvertuesit të frekuencës DIY do të ketë një radiator të përbashkët. Në diagramin e këtyre pajisjeve këtë element përdoret për të vendosur transistorë dhe një urë diodë mbi të. Një nga hapat e kërkuar është instalimi i optoçiftuesve OS2-4. Qëllimi kryesor i këtyre elementeve është të kopjojnë butonat e kontrollit.
Kur bëni një konvertues frekuence me duart tuaja për një motor me fuqi deri në 400 W, mund të bëni pa një sensor të temperaturës. Për të matur tensionin, mund të përdorni një përforcues të rregullt (DA-1-2). Është gjithashtu e nevojshme të mbrohen të gjithë butonat e kontrollit. Për këtë përdoren shtytës plastikë. Pajisja kontrollohet duke përdorur një bashkues optik.
Gjëja e fundit që duhet të bëni kur bëni vetë një konvertues frekuence është të kujdeseni për shtypjen e zhurmës. Kjo duhet të bëhet vetëm nëse sistemi përdor shumë tela të gjata. Kur rotori i motorit është tashmë në punë, mund të zgjidhni çdo shpejtësi rrotullimi që shtrihet brenda intervalit të frekuencës nga 1 në 40.
Lidhje
Mbledhja e një emergjence është vetëm gjysma e betejës. Pjesa e dytë është lidhjen e duhur konvertues në motor. Një konvertues frekuence për një pompë që funksionon duke përdorur një motor asinkron mund të lidhet duke përdorur dy metoda. Zgjedhja e metodës varet nga tensioni i rrjetit.
Nëse ka një tension prej 220 V dhe vetëm një fazë, atëherë diagrami më i favorshëm i lidhjes është një trekëndësh. Është e rëndësishme të mbani mend një gjë këtu. Rryma e daljes nuk mund të kalojë rrymën nominale me më shumë se 50%.
Nëse lidhni një konvertues frekuence me 380 V dhe tre faza, atëherë për t'u lidhur me motorin është më mirë të drejtoheni në një qark të tillë si një yll. Për të thjeshtuar sa më shumë këtë proces, PE-të e blera kanë terminale speciale që kanë me shenjat e kërkuara. Në një shtëpi, do të duhet të bëni pa këtë.
Është e rëndësishme të mos harroni se në çdo sistem, të bërë në shtëpi ose të blerë, duhet të ketë një qark që ka një terminal tokëzimi.
Mirëmbajtja e pajisjes
Siç u përmend më herët, thjesht montimi i një situate emergjente dhe lidhja e tij nuk mjafton. Një pjesë tjetër e rëndësishme që garanton afatgjatë shërbimet e pajisjes është mirëmbajtja e pajisjes. Një konvertues frekuence për një pompë, motor ose ndonjë pajisje tjetër duhet të mirëmbahet me kujdes:
- Armiku më i tmerrshëm i pajisjeve elektronike është pluhuri. Është e rëndësishme të sigurohet që kontaktet e brendshme nuk u grumbullua. Një kompresor me fuqi të ulët mund të përdoret për të hequr këto grimca mbeturinash. Nuk këshillohet përdorimi i fshesës me korrent, pasi nuk do të jetë në gjendje të heqë një shtresë të dendur pluhuri.
- Është e nevojshme të kontrolloni rregullisht funksionalitetin e të gjithë komponentëve. Nëse shfaqen probleme, ndërrojini ato menjëherë. Jetë normale e shërbimit kondensator elektrolitik- 5 vjet, për një siguresë - 10 vjet. Tifozët që veprojnë brenda pajisjes duhet të ndryshohen çdo 2-3 vjet, kabllot e brendshme - çdo 6 vjet.
- Është shumë e rëndësishme të monitorohen parametrat si temperatura e elementëve të brendshëm, si dhe tensioni në autobusin DC. Nëse temperatura rritet shumë, pasta termike ka të ngjarë të thahet, duke shkaktuar dështimin e kondensatorëve. Për të shmangur këtë problem, rekomandohet ndërrimi i pastës termike çdo tre vjet.
- Është e rëndësishme të pajtoheni duke ndjekur rregullat funksionimi: temperatura e ambientit jo më e lartë se +40 gradë; dhoma duhet të jetë e thatë, lagështia e lartë e papranueshme; Pluhuri i shtuar gjithashtu do të ndikojë negativisht në pajisje.
Pajisja strukturore e situatave emergjente
Për t'iu përgjigjur me saktësi pyetjes se si të bëni një konvertues të frekuencës, duhet të kuptoni një pikë tjetër. kjo - rregullimi strukturor të kësaj pajisjeje.
Meqenëse gjatë prodhimit duhet të përqendroheni në modelet e blera, diagrami duhet të jetë i përshtatshëm. Kjo do të thotë se duhet të punojë në një strukturë të dyfishtë konvertimi. Ky qark ka pjesë kryesore: një lidhje DC, një inverter pulsi të energjisë dhe një sistem kontrolli.
Nëse e konsiderojmë më në detaje, atëherë pjesa me DC përbëhet nga dy lidhje: një ndreqës i pakontrolluar dhe një filtër. Është në këtë element Tensioni AC, e cila është e vlefshme në rrjet, do të shndërrohet në të përhershme.
Elementi i dytë është një inverter i pulsit të fuqisë. Ai është trefazor dhe përbëhet nga gjashtë ndërprerës tranzistor. Ato janë krijuar për të lidhur dredha-dredha përkatëse të motorit me secilin prej çelsave, pozitive dhe negative. Ky element është përgjegjës për shndërrimin e tensionit të drejtpërdrejtë në hyrje në tension trefazor dhe alternativ. Kjo pajisje gjithashtu vendos frekuencën e dëshiruar dhe amplituda.
Elementi i fundit është sistemi i kontrollit. Këtu përdoren transistorë të fuqisë IGBT. Kur krahasohet me tiristorët konvencionalë, frekuenca e kalimit të transistorëve është më e lartë. Kjo lejon që sinjali i daljes të prodhohet në formën e një valë sinusi me shtrembërim minimal.
Konvertuesit e frekuencës në një mikrokontrollues
Parimi i funksionimit të pajisjeve të tilla është si më poshtë. Fillimisht, karakteristikat e të gjithë mikrokontrolluesve (MCs) janë konfiguruar të punojnë së bashku me një tension prej 200 V dhe një frekuencë fushore prej 50 Hz. Me fjalë të tjera, ato janë konfiguruar si parazgjedhje për të punuar së bashku me motorët më primitivë asinkronë 220 V/50 Hz. Ekziston edhe një tregues i tillë si shpejtësia e fitimit të frekuencës. Si parazgjedhje kjo vlerë është vendosur në 15 Hz/sek. Kjo do të thotë që përshpejtimi i MK në 50 Hz do të marrë pak më shumë se 3 sekonda, dhe, për shembull, në 150 Hz në saktësisht 10 sekonda. Është gjithashtu e rëndësishme të theksohet se fillimisht gjendja e jashtëzakonshme është skalare. Me fjalë të tjera, sa më e lartë të jetë frekuenca e daljes së motorit, aq më i lartë do të jetë voltazhi i tij.
Riparimi dhe rregullimi i pajisjes
Riparimi i konvertuesve të frekuencës është një pjesë integrale e punës me këto pajisje. Shumë shpesh ndodh një problem i tillë si dështimi i rezistencës së frenimit. Nëse kjo ndodh, atëherë gjendja e jashtëzakonshme nuk do të jetë në gjendje të funksionojë fuqi e plote. Për të përcaktuar nëse elementi i frenave ka dështuar apo jo, ekziston një tabelë që tregon të gjitha vlerat nominale për të gjitha llojet e elementeve. Nëse, pas kontrollit me këtë dokument, rezulton se ndonjë parametër nuk përputhet, atëherë rezistenca duhet të ndryshohet.
Mund të ketë gjithashtu dështime nëse urgjenca është shumë e fuqishme ose rrjeti është shumë i dobët për këtë model. Çështja këtu është parimi i funksionimit të elementeve të emergjencës. Është projektuar për funksionim në tension të lartë konstant. Nëse parametrat e rrjetit nuk arrijnë treguesit minimalë të kërkuar për funksionim, atëherë ai nuk do të jetë në gjendje të kryejë funksionet e tij. Si i tillë, riparimi i konvertuesit të frekuencës nuk kërkohet; ju duhet të blini një pajisje më pak të fuqishme.
Treguesit kryesorë të konvertuesve
Karakteristikat kryesore të këtyre pajisjeve përfshijnë si më poshtë:
- tension operativ që varion nga 220 në 480 V;
- të gjitha modelet kanë mbrojtje lP54;
- kushtet e temperaturës të kërkuara për funksionimin normal variojnë nga +10 në +40 gradë Celsius;
- fuqia për shumicën e modeleve të blera është nga 1 kW.
Përveç kësaj, ekzistojnë modele të tilla si konvertuesit e frekuencës me dy lidhje, si dhe varietete të tilla si pajisjet matricë dhe vektoriale. Për shembull, lloji i vektorit është një gjendje e jashtëzakonshme rrymë alternative dhe tensioni që aplikohet në të, i nevojshëm për të krijuar amplituda e dëshiruar. Ky lloj pajisjeje siguron që motori të fillojë 2 sekonda pas fillimit të urgjencës. Sidoqoftë, e keqja është se është mjaft e shtrenjtë, dhe për këtë arsye popullariteti i tij po bie me shpejtësi.
Është shumë e rëndësishme të theksohet se thjesht zgjedhja e një pajisjeje të fuqishme është e gabuar. Zgjedhja duhet të bëhet në përputhje me parametrat e funksionimit të rrjetit. Nëse blini një konvertues frekuence që është shumë i fuqishëm për një motor elektrik, do të përfundoni duke paguar më shumë për pajisjet që do të përbëjnë një kërcënim në vend që të rregulloni funksionimin e njësisë.
