این مقاله مبدل فرکانس موتور الکتریکی، اصل عملکرد آن و اجزای اصلی را مورد بحث قرار می دهد. تاکید اصلی بر تئوری خواهد بود، به طوری که شما اصل عملکرد مبدل فرکانس را درک کنید و بتوانید با دستان خود طراحی و ساخت بیشتری داشته باشید. اما ابتدا به یک دوره مقدماتی کوچک نیاز دارید که به شما بگوید مبدل فرکانس چیست و برای چه اهدافی لازم است.
توابع اینورتر
سهم شیر در صنعت توسط موتورهای ناهمزمان اشغال شده است. و مدیریت آنها همیشه دشوار بوده است، زیرا سرعت روتور ثابتی دارند و تغییر ولتاژ ورودی بسیار دشوار و گاهی اوقات غیرممکن است. اما مبدل فرکانس تصویر را کاملاً تغییر می دهد. و اگر قبلاً مثلاً از گیربکس های مختلف برای تغییر سرعت نوار نقاله استفاده می شد، امروزه استفاده از یک دستگاه الکترونیکی کافی است.
علاوه بر این، chastotniki به شما امکان می دهد نه تنها توانایی تغییر پارامترهای درایو، بلکه چندین درجه حفاظت اضافی را نیز داشته باشید. نیازی به استارت الکترومغناطیسی نیست و گاهی اوقاتبرای اطمینان از عملکرد طبیعی یک موتور القایی، حتی نیازی به داشتن یک شبکه سه فاز نیست. تمام این وظایف مربوط به سوئیچینگ و روشن کردن درایو الکتریکی به مبدل فرکانس منتقل می شود. این امکان را به شما می دهد که فازها را در خروجی تغییر دهید، فرکانس جریان (و در نتیجه سرعت روتور تغییر می کند)، استارت و ترمز را تنظیم کنید، و همچنین می توانید بسیاری از عملکردهای دیگر را اجرا کنید. همه چیز به میکروکنترلر مورد استفاده در مدار کنترل بستگی دارد.
اصل عملیات
ساخت مبدل فرکانس برای موتور الکتریکی با دستان خود، که نمودار آن در مقاله آورده شده است، بسیار ساده است. این امکان را به شما می دهد که یک فاز را به سه فاز تبدیل کنید. بنابراین، استفاده از موتور الکتریکی ناهمزمان در زندگی روزمره امکان پذیر می شود. در عین حال کارایی و قدرت آن از بین نخواهد رفت. از این گذشته ، می دانید که وقتی موتور را در یک شبکه با یک فاز روشن می کنید ، این پارامترها تقریباً به نصف کاهش می یابد. و همه چیز در مورد چندین تغییر ولتاژ ارائه شده به ورودی دستگاه است.
واحد یکسو کننده اولین در این طرح است. در ادامه با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت. پس از اینکه ولتاژ اصلاح شده فیلتر شد. و یک جریان مستقیم مستقیم به ورودی اینورتر وارد می شود. جریان مستقیم را با تعداد فازهای مورد نیاز به جریان متناوب تبدیل می کند. این آبشار را می توان در معرض تنظیمات قرار داد. این شامل نیمه هادی هایی است که یک مدار کنترل روی یک میکروکنترلر به آنها متصل است. اما اکنون در مورد همه گره ها با جزئیات بیشتر.
واحد یکسو کننده
می تواند دو نوع باشد - یک و سه فاز. یکسو کننده های نوع اول را می توان در هر شبکه ای استفاده کرد. اگر سه فاز دارید، کافی است به یکی وصل شوید. مدار chastotnik برای یک موتور الکتریکی بدون یک واحد یکسو کننده کامل نیست. از آنجایی که در تعداد فازها تفاوت وجود دارد، به این معنی است که باید از تعداد معینی دیود نیمه هادی استفاده شود. اگر ما در مورد مبدل های فرکانس صحبت می کنیم که توسط یک فاز تغذیه می شوند، یکسوساز چهار دیودی مورد نیاز است. آنها پل شده اند.
به شما امکان می دهد تفاوت بین مقدار ولتاژ ورودی و خروجی را کاهش دهید. البته می توان از مدار نیم موج هم استفاده کرد اما ناکارآمد است و تعداد زیادی نوسان رخ می دهد. اما اگر در مورد اتصال سه فاز صحبت می کنیم، لازم است از شش نیمه هادی در مدار استفاده شود. دقیقا همان مدار در یکسو کننده ژنراتور خودرو، هیچ تفاوتی ندارد. تنها چیزی که می توان در اینجا اضافه کرد سه دیود اضافی برای حفاظت از ولتاژ معکوس است.
عناصر فیلتر
بعد از یکسو کننده فیلتر می آید. هدف اصلی آن قطع کل جزء متغیر جریان اصلاح شده است. برای یک تصویر واضح تر، باید یک مدار معادل ترسیم کنید. بنابراین، پلاس از سیم پیچ عبور می کند. و سپس یک خازن الکترولیتی بین مثبت و منفی متصل می شود. این چیزی است که در مدار تعویض جالب است. اگر سیم پیچ با راکتانس جایگزین شود، در صورت وجود خازن،جریان های مختلف می تواند یک هادی یا یک شکست باشد.
همانطور که گفته شد، خروجی یکسو کننده جریان مستقیم است. و وقتی روی خازن الکترولیتی اعمال می شود، هیچ اتفاقی نمی افتد، زیرا دومی یک مدار باز است. اما یک متغیر کوچک در جریان وجود دارد. و اگر یک جریان متناوب جاری شود، در مدار معادل، خازن تبدیل به یک هادی می شود. بنابراین، بسته شدن مثبت به منفی وجود دارد. این نتایج بر اساس قوانین کیرشهوف، که در مهندسی برق اساسی هستند، انجام می شود.
اینورتر ترانزیستور قدرت
و اکنون به مهم ترین گره رسیده ایم - آبشار ترانزیستور. آنها یک اینورتر ساختند - مبدل DC به AC. اگر با دست خود مبدل فرکانس موتور الکتریکی می سازید، توصیه می شود از مجموعه های ترانزیستور IGBT استفاده کنید، می توانید آنها را در هر فروشگاه قطعات رادیویی پیدا کنید. علاوه بر این، هزینه تمام قطعات برای ساخت مبدل فرکانس ده برابر کمتر از قیمت یک محصول نهایی خواهد بود، حتی ساخت چین.
دو ترانزیستور برای هر فاز استفاده می شود. همانطور که در نمودار در مقاله نشان داده شده است، آنها بین مثبت و منفی قرار می گیرند. اما هر ترانزیستور یک ویژگی دارد - یک خروجی کنترل. بسته به اینکه کدام سیگنال به آن اعمال می شود، خواص عنصر نیمه هادی تغییر می کند. علاوه بر این، این کار را می توان هم با کمک سوئیچینگ دستی (به عنوان مثال، اعمال ولتاژ به خروجی های کنترل لازم با چندین میکروسوئیچ) و هم به صورت خودکار انجام داد. این در مورد استمورد دوم و بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت.
طرح کنترل
و اگر اتصال مبدل فرکانس به موتور الکتریکی ساده است، فقط باید پایانه های مربوطه را وصل کنید، پس همه چیز با مدار کنترل بسیار پیچیده تر است. نکته این است که نیاز به برنامه ریزی دستگاه برای دستیابی به حداکثر تنظیمات ممکن از آن وجود دارد. در قلب یک میکروکنترلر قرار دارد که خواننده ها و محرک ها به آن متصل هستند. بنابراین، وجود ترانسفورماتورهای جریان ضروری است که به طور مداوم توان مصرف شده توسط درایو الکتریکی را کنترل کنند. و در صورت تجاوز، مبدل فرکانس باید خاموش شود.
اتصال مدار کنترل
علاوه بر این، محافظت در برابر گرمای بیش از حد ارائه می شود. خروجی های کنترل ترانزیستورهای IGBT با استفاده از دستگاه تطبیق (مجموعه دارلینگتون) به خروجی میکروکنترلر متصل می شوند. علاوه بر این، کنترل بصری پارامترها ضروری است، بنابراین باید یک صفحه نمایش LED را در مدار قرار دهید. از بین خواننده ها، باید دکمه هایی اضافه کنید که به شما امکان می دهد بین حالت های برنامه نویسی و همچنین مقاومت متغیر جابجا شوید، با چرخش آن، سرعت چرخش روتور موتور الکتریکی تغییر می کند.
نتیجه گیری
می خواهم توجه داشته باشم که می توانید مبدل فرکانس خود را برای موتور الکتریکی نیز بسازید، قیمت محصول نهایی از 5000 روبل شروع می شود. و این برای موتورهای الکتریکی است که قدرت آنها از 0.75 کیلو وات تجاوز نمی کند. اگر نیاز به مدیریت بیشتر داریددرایو قدرتمند، به یک chastotnik گران‌تر نیاز دارید. برای استفاده در زندگی روزمره، طرح مورد بحث در زیر کافی است. دلیلش این است که نیازی به تعداد زیادی توابع و تنظیمات نیست، مهمترین چیز قابلیت تغییر سرعت روتور است.
