از این مقاله یاد خواهید گرفت که مبدل فرکانس موتور الکتریکی چیست، مدار آن، اصل کار را در نظر بگیرید و همچنین با تنظیمات طرح های صنعتی آشنا شوید. تمرکز اصلی بر روی ساخت یک مبدل فرکانس با دستان خود خواهد بود. البته، برای این شما باید حداقل یک ایده کلی از فناوری هادی داشته باشید. لازم است با هدف استفاده از مبدل های فرکانس شروع کنیم.
هنگامی که نیاز به IF
مبدل‌های فرکانس مدرن دستگاه‌هایی با فناوری پیشرفته هستند که از عناصر مبتنی بر نیمه‌رساناها تشکیل شده‌اند. علاوه بر این، یک سیستم کنترل الکترونیکی بر روی یک میکروکنترلر ساخته شده است. با کمک آن، تمام پارامترهای مهم موتور الکتریکی کنترل می شود. به ویژه با کمک مبدل فرکانس می توان سرعت چرخش موتور الکتریکی را تغییر داد. ایده ای برای خرید مبدل فرکانس وجود داردموتور الکتریکی. قیمت چنین دستگاهی برای موتورهای با قدرت 0.75 کیلو وات تقریباً 5-7 هزار روبل خواهد بود.
شایان ذکر است که می توانید سرعت چرخش را با استفاده از گیربکس ساخته شده بر اساس متغیر یا نوع دنده تغییر دهید. اما چنین طرح هایی بسیار بزرگ هستند، همیشه نمی توان از آنها استفاده کرد. علاوه بر این، چنین مکانیزم هایی باید به موقع سرویس شوند و قابلیت اطمینان آنها بسیار پایین است. استفاده از مبدل فرکانس به شما این امکان را می دهد که هزینه سرویس یک درایو الکتریکی را کاهش دهید و همچنین قابلیت های آن را افزایش دهید.
اجزای اصلی مبدل فرکانس
هر مبدل فرکانس از چهار ماژول اصلی تشکیل شده است:
- واحد یکسو کننده.
- دستگاه های فیلتر کننده DC.
- مونتاژ اینورتر.
- سیستم کنترل ریزپردازنده.
همه آنها به هم متصل هستند و واحد کنترل عملکرد مرحله خروجی - اینورتر را کنترل می کند. با کمک آن است که ویژگی های خروجی جریان متناوب تغییر می کند.
در زیر به تفصیل توضیح داده خواهد شد، نمودار داده شده است. مبدل فرکانس برای موتور الکتریکی چندین ویژگی دیگر دارد. لازم به ذکر است که دستگاه شامل چندین سطح حفاظتی می باشد که توسط دستگاه میکروکنترلر نیز کنترل می شود. به طور خاص، کنترل دمای عناصر نیمه هادی قدرت انجام می شود. علاوه بر این، عملکرد محافظت در برابر اتصال کوتاه و جریان اضافه وجود دارد. فرکانسمبدل باید با استفاده از وسایل حفاظتی به شبکه تامین وصل شود. نیازی به استارت مغناطیسی نیست.
یکسو کننده مبدل فرکانس
این اولین ماژولی است که جریان از آن عبور می کند. با کمک آن، جریان متناوب اصلاح می شود - به جریان مستقیم تبدیل می شود. این به دلیل استفاده از عناصری مانند دیودهای نیمه هادی اتفاق می افتد. اما اکنون لازم است به یک ویژگی کوچک اشاره کنیم. می دانید که بیشتر موتورهای القایی از برق سه فاز AC تغذیه می کنند. اما این در همه جا در دسترس نیست. البته، شرکت های بزرگ آن را دارند، اما به ندرت در زندگی روزمره استفاده می شود، زیرا انجام یک فاز ساده تر است. بله، و با در نظر گرفتن برق، کارها آسان تر است.
و مبدل های فرکانس را می توان هم از شبکه سه فاز و هم از شبکه تک فاز تغذیه کرد. تفاوت در چیست؟ و ناچیز است، در طراحی از انواع رکتیفایر استفاده شده است. اگر ما در مورد مبدل فرکانس تک فاز برای یک موتور الکتریکی صحبت می کنیم، لازم است از یک مدار بر روی چهار دیود نیمه هادی متصل به یک نوع پل استفاده شود. اما اگر نیاز به برق از یک شبکه سه فاز وجود دارد، باید مدار متفاوتی را انتخاب کنید که از شش دیود نیمه هادی تشکیل شده است. دو عنصر در هر بازو، در نتیجه شما یکسوسازی AC را دریافت خواهید کرد. خروجی مثبت و منفی را نشان خواهد داد.
فیلتر ولتاژ DC
در راه خروجیکسو کننده، شما یک ولتاژ ثابت دارید، اما دارای امواج بزرگ است، جزء متغیر همچنان می لغزد. برای صاف کردن تمام این "زبری" های جریان، باید حداقل از دو عنصر استفاده کنید - یک سلف و یک خازن الکترولیتی. اما همه چیز باید با جزئیات بیشتر گفته شود.
سلف دارای تعداد زیادی چرخش است، مقداری راکتانس دارد، که به شما امکان می دهد موج جریانی را که از آن عبور می کند کمی صاف کنید. عنصر دوم یک خازن است که بین دو قطب متصل است. واقعاً خواص جالبی دارد. طبق قانون کیرشهوف، وقتی جریان مستقیم جریان می یابد، باید با یک شکست جایگزین شود، یعنی، همانطور که بود، چیزی بین مثبت و منفی وجود ندارد. اما هنگامی که یک جریان متناوب جریان می یابد، یک هادی است، یک قطعه سیم بدون مقاومت. همانطور که در بالا ذکر شد، جریان مستقیم جریان دارد، اما نسبت کمی از جریان متناوب در آن وجود دارد. و بسته می شود، در نتیجه به سادگی ناپدید می شود.
ماژول اینورتر
مجموعه اینورتر، به طور دقیق، مهم ترین در کل طراحی است. برای تغییر پارامترهای جریان خروجی استفاده می شود. به طور خاص، فرکانس، ولتاژ و غیره آن. اینورتر از شش ترانزیستور کنترل شده تشکیل شده است. برای هر فاز، دو عنصر نیمه هادی. شایان ذکر است که مجموعه های مدرن ترانزیستورهای IGBT در مرحله اینورتر استفاده می شوند. حتی مبدل فرکانس دلتا که امروزی مقرون به صرفه‌ترین و مقرون به صرفه‌ترین مبدل خانگی است، از همان گره‌ها تشکیل شده است.امکانات فقط متفاوت است.
دارای سه ورودی، همان تعداد خروجی و همچنین شش نقطه اتصال به دستگاه کنترل هستند. لازم به ذکر است که در ساخت مستقل مبدل فرکانس، لازم است یک مجموعه با توجه به توان انتخاب شود. بنابراین، شما باید فورا تصمیم بگیرید که چه نوع موتوری به مبدل فرکانس متصل شود.
سیستم کنترل ریزپردازنده
با خودتولید بعید است که بتوان به همان پارامترهایی که طرح های صنعتی دارند دست یافت. دلیل این امر به هیچ وجه در این واقعیت نیست که مجموعه های ساخته شده ترانزیستورهای قدرت ناکارآمد هستند. واقعیت این است که ساخت ماژول کنترل در خانه بسیار دشوار است. البته، این در مورد عناصر لحیم کاری نیست، بلکه در مورد برنامه ریزی یک دستگاه میکروکنترلر است. ساده ترین گزینه ساخت یک واحد کنترل است که با آن می توانید سرعت چرخش، معکوس، جریان و حفاظت در برابر گرمای بیش از حد را تنظیم کنید.
برای تغییر سرعت چرخش باید از مقاومت متغیری استفاده کرد که به پورت ورودی میکروکنترلر متصل است. این یک دستگاه اصلی است که سیگنالی را به میکرو مدار می فرستد. دومی سطح تغییر ولتاژ را در مقایسه با مرجع، که 5 ولت است، تجزیه و تحلیل می کند. سیستم کنترل بر اساس الگوریتم خاصی کار می کند، که قبل از برنامه ریزی نوشته شده است. دقیقاً بر اساس آن، کار سیستم ریزپردازنده انجام می شود. ماژول های کنترل شرکت بسیار محبوبزیمنس. مبدل فرکانس این سازنده از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار است و در هر نوع درایو الکتریکی قابل استفاده است.
نحوه تنظیم مبدل فرکانس
امروزه سازندگان زیادی از این دستگاه وجود دارند. اما الگوریتم تنظیم تقریباً برای همه یکسان است. البته تنظیم مبدل فرکانس بدون دانش خاصی کارساز نخواهد بود. شما باید دو چیز داشته باشید - تجربه در تنظیم و یک کتابچه راهنمای عملیات. دومی دارای یک ضمیمه است که تمام توابع قابل برنامه ریزی را شرح می دهد. روی بدنه مبدل فرکانس معمولا چندین دکمه وجود دارد. حداقل چهار قطعه باید وجود داشته باشد. دو مورد برای جابجایی بین توابع در نظر گرفته شده است، با کمک بقیه، پارامترها انتخاب می شوند یا داده های وارد شده لغو می شوند. برای تغییر حالت برنامه نویسی، باید دکمه خاصی را فشار دهید.
هر مدل مبدل فرکانس الگوریتم خاص خود را برای ورود به حالت برنامه نویسی دارد. بنابراین، انجام این کار بدون کتابچه راهنمای دستورالعمل غیرممکن است. همچنین شایان ذکر است که توابع به چندین زیر گروه تقسیم می شوند. و گم شدن در آنها آسان است. سعی کنید تنظیماتی را که سازنده توصیه نمی کند لمس کنید، تغییر ندهید. این تنظیمات فقط در موارد استثنایی باید تغییر کنند. وقتی یک تابع برنامه نویسی را انتخاب می کنید، علامت الفبایی آن را روی نمایشگر خواهید دید. با کسب تجربه، تنظیم مبدل فرکانس برای شما بسیار ساده به نظر می رسد.
نتیجه گیری
وقتیعملیات، تعمیر و نگهداری یا ساخت مبدل فرکانس، تمام اقدامات احتیاطی ایمنی باید رعایت شود. به یاد داشته باشید که طراحی دستگاه حاوی خازن های الکترولیتی است که حتی پس از قطع شدن از شبکه AC شارژ خود را حفظ می کند. بنابراین، قبل از جداسازی، باید منتظر تخلیه بود. لطفا توجه داشته باشید که عناصری در طراحی مبدل های فرکانس وجود دارد که از الکتریسیته ساکن می ترسند. به ویژه، این امر در مورد سیستم کنترل ریزپردازنده صدق می کند. بنابراین، لحیم کاری باید با تمام احتیاط ها انجام شود.
