Chastotnik pre trojfázový elektromotor s vlastnými rukami

Dnes sú asynchrónne motory hlavnými trakčnými pohonmi pre obrábacie stroje, dopravníky a iné priemyselné jednotky.

Aby mohli motory fungovať správne, potrebujú frekvenčný menič. Umožňuje optimalizovať prevádzku jednotky a predĺžiť jej životnosť. Nemusíte kupovať zariadenie - môžete si vytvoriť voľnobežku pre trojfázový elektromotor s vlastnými rukami.

Účel frekvenčného meniča

Asynchrónny elektromotor môže pracovať bez chastotniku, ale v tomto prípade bude mať konštantnú rýchlosť bez možnosti nastavenia. Okrem toho absencia vedenia striedača k zvýšeniu počiatočného prúdu je 5-7 krát väčšia ako menovité, že sa zvýši rázová zaťaženie zvyšuje straty energie a výrazne znižuje životnosť zariadenia.

Na vyrovnanie všetkých vyššie uvedených negatívnych faktorov boli vynájdené frekvenčné meniče pre indukčné motory trojfázového a jednofázového prúdu.

Chastotnik umožňuje širokú škálu nastavení otáčok elektromotora zaisťuje hladký štart, umožňuje nastaviť rýchlosť spúšťania a brzdenie rýchlosti trojfázový motor je spojený s jednofázovým siete a ďalšie. Všetky tieto funkcie závisia od mikrokontroléra, na ktorom sú postavené, a môžu sa líšiť od modelu k modelu.

Princíp fungovania zariadenia

Striedavý prúd je dodávaný zo siete k mostíku diódy, kde sa narovnáva a dostane na batérie vyhladzovacie kondenzátory, ktoré sa nakoniec zmení na jednosmerný prúd, ktorý je dodávaný do kanalizácie z výkonového IGBT tranzistorov riadených hlavného regulátora. Zdroje tranzistorov sú zase spojené s motorom.

Tu je zjednodušený diagram frekvenčného meniča pre trojfázový asynchrónny motor.

Teraz zvážte, čo sa stane s tranzistormi a ako fungujú.

Tranzistor riadený poľom (tiež známy ako kľúč MOSFET atď.), - je elektronický spínač, princíp jeho činnosti je založený na výskytu vedenia medzi oboma svorkami (drain a source) MOSFET, vzhľad na riadiace výstup (brána) napätie vyššie, než je napätie záťaže.

Na rozdiel od konvenčných relé kľúč funguje na veľmi vysokých frekvenciách (od niekoľkých Hertz po stovky kilohertzov), takže ich nemožno nahradiť relé.

Pomocou týchto vysokorýchlostných spínačov môže mikrokontrolér riadiť výkonové obvody.

Do riadiacej jednotky sú okrem mosfetov pripojené aj snímače prúdu, ovládacie prvky frekvencie a iné periférne zariadenia.

V prevádzke, mikrokontrolér menič meria spotrebu energie a, v súlade s parametrami na ovládacom paneli, mení trvania a frekvencie obdobiach, kedy je tranzistor otvorený (on) alebo uzavretý (vypnuté), čím sa mení alebo udržiavať otáčky motora.

Vlastné zariadenie

Napriek množstvu jednotiek vyrobených v továrňach si ľudia robia frekvenčné meniče samy osebe, doterajšie výhody, všetky ich súčasti je možné zakúpiť v akomkoľvek rádiovom obchode alebo objednať z Číny. Tento chastotnik vás bude stáť oveľa lacnejšie ako zakúpený, okrem toho nebudete pochybovať o kvalite montáže a spoľahlivosti.

Vyrábame trojfázový konvertor

Budeme zostavovať náš konvertor na G4PH50UD, ktorý bude kontrolovaný PIC16F628A ovládačom pomocou opto-ovládačov HCPL3120.

Zozbieraný chastotnik pri pripojení k jednofázovej sieti 220 V bude mať na výstupe tri fázy 220 V na plný výkon s posunom 120 ° a výkonom 3 kW.

Schéma častotníka vyzerá takto:

Vzhľadom k tomu, frekvenčný menič sa skladá z dielov, pracujúcich ako na vysoké (pohonnej jednotky) a nízku (kontrola) napätie, bolo by logické, aby ju rozdeliť na tri dosky (hlavné doska, kontrolná doska a napájacie napätie nízka na to), aby sa zabránilo možnosť poruchy medzi koľajami s vysokým a nízkym napätím a poruchou zariadenia.

Tu je rozloženie ovládacej dosky:

Pre napájanie riadiaca dosku môže byť akýkoľvek zdroj napájania 24, zvlnenie menšie ako 1 v cykle, s odstránením energie oneskorenie 2-3 sekundy z doby vymiznutia napájacieho napätia 220 V.

Napájanie môže byť zostavené podľa tejto schémy:

Vezmite prosím na vedomie, že menovité hodnoty a názvy všetkých rádiových komponentov na obvodoch už boli podpísané, takže aj nováčikový rádioamatér môže namontovať pracovné zariadenie na nich.

Pred začatím montáže meniča skontrolujte, či:

1. Máte všetky potrebné súčasti;
2. Správnosť usporiadania rozvodov;
3. V prítomnosti všetkých potrebných otvorov pre inštaláciu rádiových komponentov na dosku;
4. V tomto prípade nezabudnite vyplniť firmvér mikrokontroléra z tohto archívu:

Ak ste urobili všetko správne a nezabudli na nič, môžete pokračovať v montáži.

Po vybudovaní získate niečo podobné:

Teraz je potrebné skontrolovať zariadenie: na to sme pripojili motor k frekvenčnému nosiču a naň napájali. Po rozsvietení LED indikujúcej dostupnosť stlačte tlačidlo "Štart". Motor by mal začať pomaly otáčať. Po stlačení tlačidla sa motor začne zrýchľovať, po uvoľnení udržiava rýchlosť na úrovni, pred ktorou má čas urýchliť. Keď stlačíte tlačidlo "Reset", motor sa zastaví. Tlačidlo "Reverse" sa používa iba pri zastavenom motore.

Ak je šek úspešný, potom môžete začať robiť prípad a zbierať chastotnik v ňom. Nezabudnite vytvoriť otvory v prístroji na prítok studeného a horúceho vzduchu z IGBT chladiča tranzistorov.

Frekvenčný pohon pre jednofázový motor

Frekvenčný menič pre jednofázové trojfázového motora sa vyznačuje tým, že má výstup dvojfázový (neexistuje žiadna chyba, jednofázový motor, keď je pripojený bez chastotnika prevádzkové vinutie je pripojené priamo k sieti, a pad - prostredníctvom kondenzátora, ale za použitia chastotnika vložky je pripojený cez druhú cievku fáza) a jedna neutrálna - na rozdiel od troch fáz druhej, takže robiť chastotnik pre jednofázový elektromotor, pomocou trojfázového okruhu ako základ, to nefunguje, takže musíte začať znova.

Ako mozog tohto prevodníka budeme používať ATmega328 MK s nakladačom Arduin. V zásade ide o Arduino, len bez jeho páskovania. Takže ak ste ležať v zásobníkoch arduinka s Mikroradiče, môžete bezpečne ho odpájkovacie a používať ho pre podnikanie, pre-Gulf mu náčrtok (firmware) z archívu:

Ak chcete byť pripojený ATmega IR2132 vodiča a iba jemu - mosfety IRG4BC30, na ktoré sme sa pripojí k motoru výkon až 1 kW.

Obvod prevodníka frekvencie pre jednofázový motor:

Aj na napájanie Arduin (5v) a napájanie relé (12v) potrebujeme 2 stabilizátory. Tu sú ich schémy:

Stabilizátor pre 12 voltov.

Stabilizátor pre 5 voltov.

Pozor prosím! Táto schéma nie je jednoduchá. Možno budete musieť nastaviť a ladenie firmware, aby sa dosiahlo plného prevádzku výrobku, ale je to jednoduché, a manuály na naprogramovanie Arduino na internete - veľké palete. Navyše samotný náčrt obsahuje skôr podrobné komentáre o každej akcii. Ale ak je pre vás príliš ťažké, môžete sa pokúsiť nájsť takého chastotnika v obchode. Predpokladajme, že nie sú také bežné ako frekvenčné pásma pre trojfázové motory, ale môžu byť zakúpené, hoci nie v každom obchode.

Dávajte tiež pozor na skutočnosť, že nemôžete zapnúť obvod bez predradníka - výstupné kľúče budú spálené. Predradník musí byť pripojený cez diódu smerujúcu k anóde ku kondenzátoru s výkonovým filtrom. Ak pripojíte predradník bez diódy, kľúče znova zlyhajú.

Ak vám všetko vyhovuje, môžete začať vytvárať základnú dosku, a potom na zostavu celého obvodu. Pred montážou sa uistite, že doska je správne pripojená a v nej nie sú žiadne chyby a či máte na diagrame všetky rádiové súčiastky. Nezabudnite nainštalovať tranzistory IGBT na masívny chladič a izolovať ich pomocou tepelných podložiek a izolačných podložiek.

Po zostavení chastotnik môžete začať kontrolovať. V ideálnom prípade by ste mali mať funkčné: tlačidlo «S1» - start-up, každý následné stlačenie dodáva určitú (zmeniť úpravou skice) počet oborotov- «S2» - rovnaký ako «S1» iba spôsobí, že motor otáčať v opačnom smer - tlačidlom "S3" - zastavenie, stlačením sa motor zastaví s prechodom.

Upozorňujeme, že opak je vykonávané prostredníctvom úplného zastavenia motora pri pokuse zmeniť smer otáčania je motor v chode, že sa dočasne zastaví a vypínače budú horieť preťaženia. Ak nechcete ľutovať peňazí bude musieť minúť nahradiť mosfetov, môžete túto funkciu použiť ako núdzové brzdy.

Možné problémy pri overovaní

Ak obvod nefunguje pri kontrole frekvenčnej karty alebo ak nefunguje správne, urobili ste niekde chybu. Odpojte akord z siete a skontrolujte správnosť montáž komponentov, ich použiteľnosť a absencia medzier / uzáverov koľají tam, kde by nemali byť. Po zistení chyby ju vyberte a znova skontrolujte menič. Ak je to v poriadku, pokračujte v ladení firmvéru.