Chastotnik pro elektromotor s vlastními rukama: obvod, instrukce a spojení

V tomto článku budeme uvažovat o chastotniku pro elektromotor, principu jeho fungování a hlavních součástech. Hlavní důraz bude kladen na teorii, takže rozumíte principu fungování frekvenčního měniče

Funkce měniče kmitočtu

Lví podíl je v průmyslu obsazen asynchronními motory. A bylo vždy obtížné je řídit, protože mají konstantní rychlost rotoru a změna vstupního napětí je velmi obtížná a někdy dokonce nemožná. Ale chastotnik zcela změní obraz. A jestliže dřív, že změna rychlosti dopravníku, například, používal různé reduktory, pak dnes stačí použít jedno elektronické zařízení.

Frekvenční pásmo navíc umožňuje nejen změnu parametrů měniče, ale i několik dalších stupňů ochrany. Není třeba elektromagnetické spouštěče a někdy ani nemusíte mít třífázová síť aby byla zajištěna normální činnost indukčního motoru. Všechny tyto povinnosti spojené se spínáním a zapnutím měniče jsou přenášeny do frekvenčního měniče. Umožňuje vám měnit fáze na výstupu, frekvenci proudu (a proto se mění rychlost rotoru), provádět nastavení startu a brzdy a lze realizovat mnoho dalších funkcí. Vše závisí na mikroprocesoru používaném v řídicím obvodu.

Princip činnosti

Vytvořte chastotnik pro elektromotor s vlastními rukama, jehož schéma je uvedeno v článku, je poměrně jednoduché. Umožňuje převést jednu fázi na tři. V důsledku toho je možné je použít v každodenním životě asynchronní elektromotor. Zároveň se jeho výkonnost a síla neztrácejí. Koneckonců víte, že když zapnete motor v síti s jednou fází, redukce těchto parametrů se téměř zdvojnásobí. A je to všechno o několika změnách napětí přicházející na vstup zařízení.

Prvním je blok usměrňovače. Podrobnější informace o ní budou popsány níže. Po odstranění usměrněného napětí. A je čistý přímý proud na vstup měniče. Provádí přeměnu stejnosměrného proudu na střídavý proud s požadovaným počtem fází. Tato kaskáda může být upravena. Skládá se z polovodičů, ke kterým je připojen řídicí obvod mikrokontroléru. Ale teď o všech uzlech podrobněji.

Usměrňovací blok

To může být dvou typů - jedno- a třífázové. První typ usměrňovače může být použit v jakékoli síti. Pokud máte třífázové připojení, stačí se připojit k jednomu. Schéma chastotnika pro elektromotor není kompletní bez opravné jednotky. Protože existuje rozdíl v počtu fází, znamená to, že je nutné použít určitý počet polovodičových diod. Pokud mluvíme o frekvenčních měničích, které jsou napájeny z jedné fáze, je třeba usměrňovač čtyř diod. Zapínají se pomocí můstkového okruhu.

Umožňuje snížit rozdíl mezi hodnotou napětí na vstupu a výstupu. Je samozřejmě možné použít jeden poloviční obvod, ale je neúčinný, vzniká velké množství kmitů. Pokud se jedná o třífázové připojení, pak je nutné v okruhu použít šest polovodičů. Přesně stejný schéma v usměrňovači generátoru automobilů, neexistují žádné rozdíly. Jediná věc, kterou lze přidat, jsou tři dodatečné diody, které jsou navrženy pro ochranu proti zpětnému napětí.

Filtrační prvky

Po usměrňovači je umístěn filtr. Jeho hlavním účelem je odpojit celou proměnnou složku rektifikovaného proudu. Pro jasnější obraz je nutné vytvořit náhradní schéma. Takže plus prochází cívkou. A mezi elektrolytickým kondenzátorem plus a mínus se zapne. Zde je a je zajímavé v náhradním schématu. Pokud je cívka vyměněna reaktivní odolnost, kondenzátor, v přítomnosti jiného proudu, může být buď vodičem nebo prasknutím.

Jak bylo řečeno, v usměrňovači je stejnosměrný proud. A když je přiváděn k elektrolytickému kondenzátoru, neděje se nic, jelikož druhým je přerušení okruhu. Ale v proudu je malá proměnná. A pokud proudí střídavý proud, pak se v náhradním okruhu kondenzátor stává vodičem. Následně je znaménko plus uzavřeno na mínus. Tyto závěry jsou učiněny podle zákonů Kirchhoff, které jsou základem elektrotechniky.

Měnič střídače střídače

Ale teď jsme dosáhli hlavního uzlu - kaskády tranzistorů. Udělali měnič - měnič DC-to-AC. Pokud uděláte chastotnik pro elektromotor vlastními silami, doporučuje se použít IGBT-tranzistorové sestavy, můžete je nalézt v libovolném obchodě rádiových komponent. A náklady na všechny komponenty pro výrobu chastotniku budou desetkrát nižší než cena hotového výrobku, dokonce i čínské výroby.

Pro každou fázi se používají dva tranzistory. Zahrnuty jsou mezi plusem a mínusem, jak je znázorněno v diagramu uvedeném v článku. Každý tranzistor má však funkci - řídící výstup. V závislosti na signálu, který se na něj aplikuje, se mění vlastnosti polovodičového prvku. Navíc se to může provádět jak ručním spínáním (například použitím několika mikrospínačů pro napájení potřebných řídících svorek), tak i automatickým. Tady je poslední a půjde dál.

Schéma řízení

A jestliže je spojení frekvenčního měniče s elektromotorem jednoduché, je nutné pouze připojit příslušné svorky, pak je vše s řídicím obvodem mnohem složitější. Věc je, že je potřeba naprogramovat zařízení, aby bylo dosaženo maximálních možných úprav. Jádrem je mikrokontrolér, který spojuje čtenáře a výkonnou funkci. Je tedy nutné mít proudové transformátory, který bude neustále sledovat výkon spotřebovaný elektrickým pohonem. V případě překročení musí být chronograf odpojen.

Připojení řídicího obvodu

Kromě toho je zajištěna ochrana před přehřátím. Na výstupu mikrokontroléru s pomocí odpovídající zařízení (Soustava Darlington) jsou připojeny řídicí svorky tranzistorů IGBT. Kromě toho musíte vizuálně sledovat parametry, takže je nutné do okruhu zapojit LED displej. Z čtečky je třeba přidat tlačítka, která umožňují přepínat mezi programovacími režimy, stejně jako variabilní odpor, otáčením a změnou otáček motoru.

Závěr

Rád bych poznamenal, že je možné vyrobit volnoběžku pro elektromotor a cena hotového výrobku začíná od 5000 rublů. A to platí pro elektromotory, jejichž výkon nepřesahuje 0,75 kW. Pokud chcete ovládat výkonnější pohon, potřebujete volnoběžku dražší. Pro použití v každodenním životě je postačující následující schéma. Důvodem je, že není zapotřebí velké množství funkcí a nastavení, nejdůležitější je možnost změny rychlosti rotoru.