Konvertues i thjeshtë i frekuencës. Konvertuesi i frekuencës për motorin elektrik dhe parimi i funksionimit

Sot, motorët asinkronë janë lëvizësit kryesorë tërheqës për veglat e makinerive, transportuesit dhe njësitë e tjera industriale.

Në mënyrë që motorët të funksionojnë normalisht, ata kanë nevojë për një konvertues frekuence. Kjo ju lejon të optimizoni funksionimin e njësisë dhe të zgjasni jetën e saj të shërbimit. Nuk është e nevojshme të blini një pajisje - mund të bëni një ndërprerës të frekuencës për një motor elektrik trefazor me duart tuaja.

Qëllimi i konvertuesit të frekuencës

Një motor elektrik asinkron mund të funksionojë pa një konvertues frekuence, por në këtë rast do të ketë një shpejtësi konstante pa mundësi rregullimi. Për më tepër, mungesa e një konverteri të frekuencës do të çojë në një rritje të rrymës fillestare me 5-7 herë më të vlerësuarën, e cila do të shkaktojë një rritje të ngarkesave të goditjes, rritjen e humbjeve të energjisë elektrike dhe një ulje të ndjeshme të jetës së shërbimit të njësia.

Për të niveluar të gjithë faktorët negativë të mësipërm, u shpikën konvertuesit e frekuencës për motorët asinkron trefazorë dhe njëfazorë.

Konvertuesi i frekuencës bën të mundur rregullimin e gjerë të shpejtësisë së motorit elektrik, siguron një fillim të qetë, ju lejon të rregulloni shpejtësinë e fillimit dhe shpejtësinë e frenimit, të lidhni një motor trefazor në një rrjet njëfazor dhe shumë më tepër. . Të gjitha këto funksione varen nga mikrokontrolluesi mbi të cilin është ndërtuar dhe mund të ndryshojnë midis modeleve.

Si funksionon pajisja

Rryma alternative rrjedh nga rrjeti në urën e diodës, ku korrigjohet dhe futet në një bateri kondensatorësh zbutës, ku më në fund shndërrohet në rrymë direkte, e cila furnizohet në kanalet e tranzistorëve të fuqishëm IGBT të kontrolluar nga kontrolluesi kryesor. Burimet e transistorëve, nga ana tjetër, janë të lidhur me motorin.

Këtu është një diagram i thjeshtuar i një konverteri të frekuencës për një motor induksioni trefazor.

Tani le të shohim se çfarë ndodh me transistorët dhe si funksionojnë ata.

Një tranzistor me efekt në terren (aka switch, mosfet, etj.) është një ndërprerës elektronik, parimi i funksionimit të tij bazohet në shfaqjen e përçueshmërisë midis dy terminaleve (kullimit dhe burimit) të mosfet kur shfaqet një tension që tejkalon tensionin e kullimit. në terminalin e kontrollit (porta).

Ndryshe nga reletë konvencionale, çelsat funksionojnë në frekuenca shumë të larta (nga disa herc në qindra kilohertz) kështu që nuk është e mundur të zëvendësohen me një rele.

Me ndihmën e këtyre çelësave me shpejtësi të lartë, mikrokontrolluesi është në gjendje të kontrollojë qarqet e fuqisë.

Përveç mosfeteve, sensorët e rrymës, kontrollet e kontrollit të frekuencës dhe pajisjet e tjera periferike janë gjithashtu të lidhur me kontrolluesin.

Kur konverteri i frekuencës është në punë, mikrokontrolluesi mat konsumin e energjisë dhe, në përputhje me parametrat e vendosur në panelin e kontrollit, ndryshon kohëzgjatjen dhe frekuencën e periudhave kur transistori është i hapur (i ndezur) ose i mbyllur (i fikur), duke ndryshuar ose duke ruajtur shpejtësinë e rrotullimit të motorit elektrik.

Vetë-prodhimi i pajisjes

Pavarësisht nga njësitë e shumta të prodhuara në fabrikë, njerëzit bëjnë vetë konvertuesit e frekuencave, për fat të mirë sot të gjithë përbërësit e tij mund të blihen në çdo dyqan radioje ose të porositen nga Kina. Një gjenerator i tillë i frekuencave do t'ju kushtojë shumë më pak se ai i blerë, dhe përveç kësaj, nuk do të dyshoni në cilësinë e montimit dhe besueshmërinë e tij.

Bërja e një konverteri trefazor

Ne do të montojmë konvertuesin tonë duke përdorur mosfet G4PH50UD, të cilat do të kontrollohen nga një kontrollues PIC16F628A duke përdorur optodrivers HCPL3120.

Gjeneratori i montuar i frekuencës, kur lidhet me një rrjet njëfazor 220 V, do të ketë tre faza të plota prej 220 V në dalje, me një zhvendosje prej 120° dhe fuqi 3 kW.

Diagrami i qarkut të frekuencës duket si ky:

Meqenëse konverteri i frekuencës përbëhet nga pjesë që funksionojnë si në tension të lartë (pjesa e energjisë) ashtu edhe në tension të ulët (kontrolli), do të ishte logjike ta ndash atë në tre dërrasa (bordi kryesor, bordi i kontrollit dhe furnizimi me energji me tension të ulët për të) për të përjashtuar mundësia e prishjes midis binarëve me tension të lartë dhe të ulët dhe dështimi i pajisjes.

Kështu duket faqosja e tabelës së kontrollit:

Për të fuqizuar bordin e kontrollit, mund të përdorni çdo furnizim me energji 24 V, me valëzime jo më shumë se 1 V nga maja në majë, me një vonesë në ndalimin e furnizimit me energji elektrike për 2-3 sekonda nga momenti i tensionit të furnizimit 220 V. zhduket.

Ju mund ta montoni vetë furnizimin me energji duke përdorur këtë diagram:

Ju lutemi vini re se vlerësimet dhe emrat e të gjithë komponentëve të radios në diagrame janë tashmë të etiketuara, kështu që edhe një radio amator fillestar mund të montojë një pajisje pune duke përdorur ato.

Para se të filloni montimin e konvertuesit, sigurohuni:

Nëse keni bërë gjithçka siç duhet dhe nuk keni harruar asgjë, mund të filloni të montoni.

Pas montimit do të përfundoni me diçka të ngjashme me këtë:

Tani gjithçka që duhet të bëni është të kontrolloni pajisjen: për ta bërë këtë, lidhni motorin me konvertuesin e frekuencës dhe aplikoni tension në të. Pasi të ndizet LED që tregon gatishmërinë, shtypni butonin "Start". Motori duhet të fillojë të rrotullohet ngadalë. Kur mbani butonin, motori fillon të përshpejtojë, kur lëshohet, ai ruan shpejtësinë në nivelin në të cilin arriti të përshpejtojë. Kur shtypet butoni Reset, motori ndalon. Butoni "Reverse" aktivizohet vetëm kur motori është i ndaluar.

Nëse testi ishte i suksesshëm, atëherë mund të filloni të prodhoni kutinë dhe të montoni gjeneratorin e frekuencës në të. Mos harroni të bëni vrima në strehë për hyrjen e ajrit të ftohtë dhe daljen e ajrit të nxehtë nga radiatori i transistorëve IGBT.

Konvertuesi i frekuencës për motorin njëfazor

Një konvertues i frekuencës për një motor njëfazor ndryshon nga ai trefazor në atë që ka dy faza në dalje (këtu nuk ka gabim, motori është njëfazor, kur lidhet pa një konvertues frekuence, dredha-dredha e punës është i lidhur direkt me rrjetin, dhe dredha-dredha fillestare lidhet përmes një kondensatori; por kur përdorni një konvertues frekuence, dredha-dredha fillestare lidhet përmes fazës së dytë) dhe një neutrale - në kontrast me tre fazat e kësaj të fundit, kështu që bëni një konvertues frekuence për një motor elektrik njëfazor, duke përdorur një qark trefazor si bazë nuk do të funksionojë, kështu që do të duhet të filloni përsëri nga e para.

Ne do të përdorim një MCU ATmega328 me një ngarkues Arduino si trurin e këtij konverteri. Në parim, ky është Arduino, vetëm pa parzmoren e tij. Pra, nëse keni një Arduino me një mikrokontrollues të tillë të shtrirë në kazanët tuaj, mund ta shkulni me siguri dhe ta përdorni për biznes, pasi të ngarkoni skicën (firmware) nga ky arkiv në të:

Drejtuesi IR2132 do të lidhet me atmega dhe me të do të lidhen mosfet IRG4BC30, me të cilin do të lidhim një motor me fuqi deri në 1 kW përfshirëse.

Diagrami i konvertuesit të frekuencës për një motor njëfazor:

Gjithashtu, për të fuqizuar arduino (5V) dhe për të fuqizuar stafetën e energjisë (12 V), do të na duhen 2 stabilizues. Këtu janë diagramet e tyre:

Stabilizues 12 volt.

Stabilizues 5 volt.

Kujdes! Kjo skemë nuk është e thjeshtë. Mund t'ju duhet të konfiguroni dhe korrigjoni firmware-in për të arritur funksionalitetin e plotë të pajisjes, por kjo nuk është e vështirë dhe ka shumë manuale programimi Arduino në internet. Për më tepër, vetë skica përmban komente mjaft të detajuara për çdo veprim. Por nëse kjo është shumë e vështirë për ju, atëherë mund të përpiqeni të gjeni një gjenerator të tillë frekuencash në një dyqan. Edhe pse nuk janë aq të zakonshëm sa konvertuesit e frekuencës për motorët trefazorë, mund t'i blini, megjithëse jo në çdo dyqan.

Kushtojini vëmendje edhe faktit që nuk mund të ndizni qarkun pa çakëll - çelsat e daljes do të digjen. Çakëlli duhet të lidhet përmes një diode me anodën përballë kondensatorit të filtrit të energjisë. Nëse lidhni çakëll pa diodë, çelësat do të dështojnë përsëri.

Nëse gjithçka ju përshtatet, mund të filloni të bëni tabelën, dhe më pas në montimin e të gjithë qarkut. Para montimit, sigurohuni që faqosja e tabelës të jetë e saktë dhe të mos ketë defekte në të, si dhe të keni të gjithë komponentët e radios të treguar në diagram. Mos harroni gjithashtu të instaloni transistorët IGBT në një ngrohës masiv dhe t'i izoloni prej tij duke përdorur jastëkë termikë dhe rondele izoluese.

Pas montimit të njësisë së frekuencës, mund të filloni ta kontrolloni atë. Në mënyrë ideale, duhet të keni funksionalitetin e mëposhtëm: butoni "S1" - fillimi, çdo shtypje pasuese shton një numër të caktuar (të ndryshuar duke redaktuar skicën) revolucionesh; "S2" është i njëjtë me "S1", por bën që motori të rrotullohet në drejtim të kundërt; butoni "S3" - ndaloni; kur shtypet, motori ndalet.

Ju lutemi vini re se e kundërta kryhet përmes një ndalimi të plotë të motorit; nëse përpiqeni të ndryshoni drejtimin e rrotullimit ndërsa motori është në punë, ai do të ndalojë menjëherë dhe çelsat e energjisë do të digjen nga mbingarkesa. Nëse nuk ju shqetësojnë paratë që duhet të shpenzoni për zëvendësimin e mosfeteve, mund ta përdorni këtë veçori si një frenim emergjence.

Probleme të mundshme gjatë verifikimit

Nëse, kur kontrolloni çelësin e frekuencës, qarku nuk funksionon ose nuk funksionon siç duhet, do të thotë që keni bërë një gabim diku. Shkëputni gjeneratorin e frekuencës nga rrjeti dhe kontrolloni korrektësinë instalimi i komponentëve, shërbimi i tyre dhe mungesa e ndërprerjeve/qarqeve të shkurtra të gjurmëve aty ku nuk duhet të jenë. Pasi të gjendet një problem, korrigjoni atë dhe provoni përsëri inverterin. Nëse kjo është në rregull, filloni të korrigjoni firmware-in.

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 të pajisjeve.

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 funksionimit të kësaj pajisjeje është parimi i 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:

1. Tensioni i rrjetit korrigjohet dhe filtrohet nga një sistem kondensatorësh.
2. Pas kësaj, kontrolli elektronik hyn drejtpërdrejt në veprim, i cili konsiston në gjenerimin e një rryme me një frekuencë që është programuar paraprakisht.

Prodhimi prodhon impulse drejtkëndëshe, të cilat ndikohen nga dredha-dredha 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 karakteristikave teknike të të gjitha modeleve të disponueshme të paraqitura në gamë, si dhe kërkesave themelore 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. Kontrolli skalar nuk është i përshtatshëm për pajisje komplekse dhe përdoret në pajisje më të thjeshta si ventilatori.
• 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. Zbatimi praktik përfshin përdorimin e frekuencave të tilla si: nga 10 deri në 60 Hz. Rrallë, por ndodhin deri në 100 Hz.
• Kontrolli përfshin përdorimin e hyrjeve dhe daljeve të ndryshme. Sa më shumë të ketë, aq më mirë, natyrisht. Por duhet të keni parasysh se me një numër më të madh të hyrjeve dhe daljeve, 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 është 15% më e madhe se fuqia e motorit të 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

Konvertuesi i frekuencës ka një numër të caktuar terminalesh, të cilat përcaktohen me shkronja të ndryshme dhe që nevojiten për 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 të konvertuesve të kontrollit elektronik dhe 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 gjitha njohuritë e nevojshme në këtë fushë.

Me rritjen gjithnjë në rritje të automatizimit në sektorin e brendshëm, ka nevojë për sisteme dhe pajisje moderne për kontrollin e motorëve elektrikë.

Kontrolli dhe konvertimi i frekuencës në motorët asinkron njëfazorë me fuqi të vogël, të lëshuar duke përdorur kondensatorë, ju lejon të kurseni energji dhe aktivizoni modalitetin e kursimit të energjisë në një nivel të ri, progresiv.

Parimi i funksionimit të një makine asinkrone njëfazore

Funksionimi i një motori asinkron bazohet në bashkëveprimin e fushës magnetike rrotulluese të statorit dhe rrymave të shkaktuara prej tij në rotorin e motorit. Kur frekuenca e rrotullimit të fushave magnetike pulsuese ndryshon, ndodh një çift rrotullues. Është ky parim që ndiqet gjatë rregullimit të shpejtësisë së rrotullimit të një motori asinkron duke përdorur.

Dredha-dredha fillestare zë 1/3 e vrimave në strukturën e statorit, dhe mbështjellja kryesore përbën 23 vrima të statorit.

Rotori i një motori njëfazor, me qark të shkurtër, i vendosur në një fushë magnetike të palëvizshme të statorit, fillon të rrotullohet.

Fig. Nr. 1 Vizatim skematik i një motori, duke demonstruar parimin e funksionimit të një motori asinkron njëfazor.

Llojet kryesore të disqeve elektrike njëfazore

Kondicionerët, kompresorët e ftohjes, tifozët elektrikë, ventilatorët, pompat e ujit, kullimit dhe kanalizimit, lavatriçet përdorin një motor trefazor asinkron në dizajnin e tyre.

Të gjitha llojet e konvertuesve të frekuencës konvertojnë tensionin e alternuar të rrjetit në tension të drejtpërdrejtë. Ato përdoren për të gjeneruar tension njëfazor me një frekuencë të rregullueshme dhe një amplitudë të caktuar për të kontrolluar rrotullimin e motorëve asinkron.

Kontrolli i shpejtësisë së rrotullimit të motorëve njëfazor

Ka disa mënyra për të rregulluar shpejtësinë e rrotullimit të një motori njëfazor.

1. Kontrollimi i rrëshqitjes së motorit ose ndryshimit të tensionit. Metoda është e rëndësishme për njësitë me një ngarkesë ventilatori; rekomandohet përdorimi i motorëve me fuqi të shtuar. Disavantazhi i kësaj metode është ngrohja e mbështjelljes së motorit.
2. Kontrolli hap pas hapi i shpejtësisë së rrotullimit të motorit duke përdorur një autotransformator.

Fig. nr. 2. Qarku i rregullimit duke përdorur një autotransformator.

Përparësitë e qarkut janë se tensioni i daljes ka një sinusoid të pastër. Aftësia e transformatorit për të përballuar mbingarkesat ka një rezervë të madhe fuqie.

Disavantazhet - autotransformatori ka dimensione të mëdha të përgjithshme.

Duke përdorur një tiristor. Përdoren çelsat e tiristorit të lidhur krah për krah.

Oriz. Nr. 3. Skema e kontrollit të tiristorit të një motori elektrik asinkron njëfazor.

Kur përdoret për të rregulluar shpejtësinë e rrotullimit të motorëve asinkron njëfazorë, qarku modifikohet për të shmangur ndikimin negativ të ngarkesës së induksionit. Qarqet LRC shtohen për të mbrojtur çelsat e energjisë, përdoret një kondensator për të korrigjuar valën e tensionit, fuqia minimale e motorit është e kufizuar, kjo siguron që motori të fillojë. Tiristori duhet të ketë një rrymë më të lartë se rryma e motorit.

Rregullatori i tensionit të tranzistorit

Qarku përdor modulimin e gjerësisë së pulsit (PWM) duke përdorur një fazë dalëse të ndërtuar duke përdorur transistorë IGBT me efekt në terren ose bipolarë.

Oriz. nr 4. Skema e përdorimit të PWM për të rregulluar një motor elektrik asinkron njëfazor.

Rregullimi i frekuencës së një motori elektrik njëfazor asinkron konsiderohet metoda kryesore e rregullimit të treguesve të fuqisë, efikasitetit, shpejtësisë dhe kursimit të energjisë.

Oriz. nr 5. Qarku i kontrollit të motorit elektrik pa përjashtuar kondensatorin nga dizajni.

Konvertuesi i frekuencës: llojet, parimi i funksionimit, diagramet e lidhjes

Lejon pronarin e tij të reduktojë konsumin e energjisë dhe të automatizojë proceset në menaxhimin e pajisjeve dhe prodhimit.

Komponentët kryesorë të konvertuesit të frekuencës: ndreqës, kondensator, transistorë IGBT të mbledhur në një fazë dalëse.

Falë aftësisë për të kontrolluar parametrat e frekuencës dhe tensionit të daljes, arrihet një efekt i mirë i kursimit të energjisë. Kursimi i energjisë shprehet si më poshtë:

1. Motori mban një çift rrotullues të vazhdueshëm aktual të boshtit. Kjo është për shkak të ndërveprimit të frekuencës së daljes së konvertuesit të inverterit me shpejtësinë e motorit dhe, në përputhje me rrethanat, varësinë e tensionit dhe çift rrotullues nga boshti i motorit. Kjo do të thotë që konverteri bën të mundur rregullimin automatik të tensionit të daljes kur zbulon një vlerë tensioni që tejkalon normën me një frekuencë të caktuar funksionimi të nevojshme për të ruajtur çift rrotulluesin e kërkuar. Të gjithë konvertuesit e inverterit me kontroll vektorial kanë funksionin e mbajtjes së çift rrotullues konstant në bosht.
2. Konvertuesi i frekuencës përdoret për të rregulluar funksionimin e njësive të pompimit (). Kur merrni një sinjal nga një sensor presioni, gjeneratori i frekuencës zvogëlon performancën e njësisë së pompimit. Ndërsa shpejtësia e motorit zvogëlohet, konsumi i tensionit të daljes zvogëlohet. Kështu, konsumi standard i ujit nga një pompë kërkon frekuencë industriale 50 Hz dhe tension 400 V. Duke përdorur formulën e fuqisë, mund të llogarisni raportin e konsumit të energjisë.

Duke ulur frekuencën në 40 Hz, tensioni zvogëlohet në 250 V, që do të thotë se numri i rrotullimeve të pompës zvogëlohet dhe konsumi i energjisë zvogëlohet me 2,56 herë.

Oriz. nr 6. Përdorimi i një konverteri të frekuencës Speedrive për të rregulluar njësitë e pompimit duke përdorur sistemin CKEA MULTI 35.

Për të përmirësuar efikasitetin e energjisë, duhet të bëni sa më poshtë:

• Konvertuesi i frekuencës duhet të përputhet me parametrat e motorit elektrik.
• Gjeneratori i frekuencës zgjidhet në përputhje me llojin e pajisjes së punës për të cilën është menduar. Kështu, konverteri i frekuencës për pompat funksionon në përputhje me parametrat e përfshirë në programin për të kontrolluar funksionimin e pompës.
• Cilësimet e sakta të parametrave të kontrollit në modalitetin manual dhe automatik.
• Konvertuesi i frekuencës lejon përdorimin e modalitetit të kursimit të energjisë.
• Modaliteti i kontrollit vektor lejon rregullimin automatik të kontrollit të motorit.

Konvertuesi i frekuencës njëfazore

Pajisja kompakte e konvertimit të frekuencës përdoret për të kontrolluar motorët elektrikë njëfazor për pajisjet shtëpiake. Shumica e konvertuesve të frekuencës kanë aftësitë e mëposhtme të projektimit:

1. Shumica e modeleve përdorin teknologjitë më të fundit të kontrollit të vektorit në dizajnin e tyre.
2. Ato ofrojnë çift rrotullues të përmirësuar për motorët njëfazor.
3. Kursimi i energjisë është vendosur në modalitetin automatik.
4. Disa modele të konvertuesve të frekuencës përdorin një panel kontrolli të lëvizshëm.
5. Kontrollues i integruar PLC (është i domosdoshëm për krijimin e pajisjeve të mbledhjes dhe transmetimit të të dhënave, për krijimin e sistemeve të telemetrisë dhe integron pajisje me protokolle të ndryshme dhe ndërfaqe komunikimi në një rrjet të përbashkët).
6. Kontrollues i integruar PID (monitoron dhe rregullon temperaturën, presionin dhe proceset teknologjike).
7. Tensioni i daljes rregullohet automatikisht.

Fig. nr. 7. Konvertuesi modern Optidrive me veçori themelore funksionale.

E rëndësishme: Një konvertues i frekuencës njëfazore, i mundësuar nga një rrjet njëfazor me një tension prej 220 V, prodhon tre tensione lineare, vlera e secilit prej tyre është 220 V. Kjo do të thotë, voltazhi linear midis 2 fazave varet drejtpërdrejt nga tensioni i daljes së vetë konvertuesit të frekuencës.

Konvertuesi i frekuencës nuk shërben për konvertim të dyfishtë të tensionit; për shkak të pranisë së një rregullatori PWM në dizajn, ai mund të rrisë vlerën e tensionit me jo më shumë se 10%.

Detyra kryesore e një konverteri të frekuencës njëfazore është të sigurojë energji për motorët elektrikë njëfazor dhe trefazor. Në këtë rast, rryma e motorit do të korrespondojë me parametrat e lidhjes nga një rrjet trefazor dhe do të mbetet konstante

Rregullimi i frekuencës së motorëve elektrikë asinkronë njëfazorë

Gjëja e parë që i kushtojmë vëmendje kur zgjedhim një konvertues frekuence për pajisjet tona është korrespondenca e tensionit të rrjetit dhe vlera e vlerësuar e rrymës së ngarkesës për të cilën është projektuar motori. Metoda e lidhjes zgjidhet në lidhje me rrymën e funksionimit.

Gjëja kryesore në diagramin e lidhjes është prania e një kondensatori të zhvendosjes së fazës; ai shërben për të zhvendosur tensionin e furnizuar në dredha-dredha fillestare. Përdoret për të ndezur motorin, ndonjëherë pasi motori të jetë nisur, dredha-dredha e nisjes së bashku me kondensatorin fiket, ndonjëherë mbetet e ndezur.

Diagrami i lidhjes për një motor njëfazor duke përdorur një konvertues të frekuencës njëfazore pa përdorur një kondensator

Tensioni linear i daljes së pajisjes në secilën fazë është i barabartë me tensionin e daljes së konvertuesit të frekuencës, domethënë, në dalje do të ketë tre tensione të linjës, secila 220 V. Për nisje mund të përdoret vetëm mbështjellja fillestare.

Oriz. nr 8. Diagrami i lidhjes së një motori asinkron njëfazor përmes një kondensatori

Një kondensator me zhvendosje fazore nuk mund të sigurojë zhvendosje uniforme të fazës brenda kufijve të frekuencës së inverterit. Gjeneratori i frekuencës do të sigurojë një zhvendosje të njëtrajtshme të fazës. Për të përjashtuar një kondensator nga qarku, duhet:

1. Kondensatori fillestar C1 hiqet.
2. Ne lidhim daljen e mbështjelljes së motorit me pikën e daljes së tensionit të konvertuesit të frekuencës (përdoret instalime elektrike direkte).
3. Pika A bashkohet me SA; B lidhet me NE; W është i lidhur me CC, kështu që motori do të lidhet drejtpërdrejt.
4. Për t'u ndezur në drejtim të kundërt (lidhja elektrike e kundërt), është e nevojshme të lidhni B me CA; Dhe bashkëngjitni SV; Lidhu me CC.

Oriz. nr 9. Diagrami i lidhjes për një motor asinkron njëfazor pa përdorur kondensator.

Në video - Konvertuesi i frekuencës. në një rrjet njëfazor 220V.

Krijimi i një motori elektrik asinkron trefazor ndodhi në fund të shekullit të 19-të. Që atëherë, asnjë punë industriale nuk ka qenë e mundur pa përdorimin e saj. Momenti më domethënës në procesin e punës është fillimi dhe frenimi i qetë i motorit. Kjo kërkesë plotësohet plotësisht me ndihmën e një konverteri të frekuencës.

Ekzistojnë disa opsione për emrat e gjeneratorit të frekuencës për një motor elektrik trefazor. Në veçanti, mund të quhet:

• Inverter;
• Konvertuesi i frekuencës AC;
• Konvertuesi i frekuencës;
• Makinë me frekuencë të ndryshueshme.

Një inverter përdoret për të kthyer energjinë elektrike në energji mekanike. Lëvizja e kryer në këtë rast mund të shndërrohet në një lëvizje të një lloji tjetër.

1. "Trekëndësh".

Diagrami është i rëndësishëm nëse keni nevojë të kontrolloni një makinë njëfazore. Niveli i fuqisë së konvertuesit në qark është deri në tre kilovat dhe nuk humbet energji.

1. "Yll".

Një metodë e përshtatshme për lidhjen e terminaleve të disqeve me frekuencë trefazore të mundësuar nga rrjetet industriale trefazore.

Figura tregon diagramin e lidhjes për konvertuesin e frekuencës 8400 Vector

Për të kufizuar rrymën e nisjes dhe për të zvogëluar çift rrotulluesin e nisjes kur filloni një motor elektrik me fuqi që kalon 5 kW, përdoret ndërrimi yll-trekë.

Kur voltazhi aplikohet në stator, pajisja lidhet si një yll. Sapo shpejtësia e motorit fillon të korrespondojë me vlerën nominale, energjia furnizohet sipas qarkut "trekëndësh". Por kjo teknikë përdoret vetëm kur aftësitë teknike lejojnë lidhjen në dy qarqe.

Në një qark të kombinuar ylli dhe delta, vërehen ngritje të mprehta të rrymës. Kur kaloni në llojin e dytë të lidhjes, leximet e shpejtësisë së rrotullimit ulen ndjeshëm. Për të rivendosur mënyrën dhe shpejtësinë e mëparshme të funksionimit, rryma duhet të rritet.

Gjeneratorët e frekuencës përdoren më aktivisht në hartimin e një motori elektrik me një nivel fuqie prej 0,4 - 7,5 kW.

Asambleja e konvertuesit të frekuencës DIY

Njëkohësisht me prodhimin industrial të konvertuesve të frekuencës, montimi i një pajisjeje të tillë me duart tuaja mbetet i rëndësishëm. Kjo lehtësohet veçanërisht nga thjeshtësia relative e procesit. Si rezultat i funksionimit të inverterit, një fazë shndërrohet në tre.

Përdorimi i motorëve elektrikë të pajisur me një pajisje të ngjashme në kushte shtëpiake nuk shkakton ndonjë vështirësi shtesë. Prandaj, mund të filloni me siguri biznesin.

Figura tregon një diagram bllok të konvertuesve të frekuencës me një lidhje DC.

Qarqet e konvertuesit të frekuencës të përdorura gjatë montimit përbëhen nga një njësi ndreqës, elementë filtri (përgjegjës për ndërprerjen e komponentit të rrymës alternative dhe i ndërtuar nga transistorët IGBT). Për sa i përket kostos, blerja e komponentëve individualë të konvertuesit dhe kryerja e montimit vetë është më e lirë se blerja e një pajisjeje të përfunduar.

Konvertuesit e frekuencës të montuar vetë mund të përdoren në motorët elektrikë me fuqi 0,1 - 0,75 kW.

Në të njëjtën kohë, gjeneratorët modernë të frekuencave të fabrikës kanë zgjeruar funksionalitetin, algoritmet e përmirësuar dhe kontrollin e përmirësuar mbi sigurinë e procesit të punës për shkak të faktit se mikrokontrolluesit përdoren në prodhimin e tyre.

Fushat e aplikimit të konvertuesve:

• Inxhinieri mekanike;
• Industria e tekstilit;
• Komplekset e karburantit dhe energjisë;
• Pompat e puseve dhe ujërave të zeza;
• Automatizimi i kontrollit të procesit.

Kostoja e motorëve elektrikë varet drejtpërdrejt nga fakti nëse është i pajisur me konvertues.

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 të rrymës së 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 e një rrjeti shtëpiak.

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 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

Për momentin, ky është qarku më i diskutuar i konvertuesit të frekuencës që mund të 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

Do të kërkohet një furnizim i besueshëm 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.