Denne artikel vil diskutere frekvensomformeren til en elektrisk motor, princippet om dens drift og hovedkomponenterne. Hovedvægten vil blive lagt på teori, så du forstår frekvensomformerens funktionsprincip og er i stand til yderligere at designe og fremstille med egne hænder. Men først skal du have et lille introduktionskursus, som fortæller dig, hvad en frekvensomformer er, og til hvilke formål den er nødvendig.
Inverterfunktioner
Løveparten i industrien er optaget af asynkronmotorer. Og det har altid været svært at styre dem, da de har en konstant rotorhastighed, og at ændre indgangsspændingen viser sig at være meget vanskelig, og nogle gange endda umulig. Men frekvensomformeren ændrer billedet fuldstændig. Og hvis man tidligere f.eks. brugte forskellige gearkasser til at ændre hastigheden på transportøren, er det i dag nok at bruge én elektronisk enhed.
Derudover giver chastotniki dig mulighed for ikke kun at få mulighed for at ændre drevparametrene, men også flere yderligere beskyttelsesgrader. Der er ikke behov for elektromagnetiske startere, og nogle gangedet er ikke engang nødvendigt at have et trefaset netværk for at sikre normal drift af en induktionsmotor. Alle disse opgaver forbundet med at skifte og tænde for det elektriske drev overføres til frekvensomformeren. Det giver dig mulighed for at ændre faserne ved udgangen, frekvensen af strømmen (og derfor ændres rotorens hastighed), for at justere start og bremse, og du kan også implementere mange andre funktioner. Det hele afhænger af den mikrocontroller, der bruges i styrekredsløbet.
Driftsprincip
At lave en frekvensomformer til en elektrisk motor med dine egne hænder, hvis diagram er givet i artiklen, er ret simpelt. Det giver dig mulighed for at konvertere en fase til tre. Derfor bliver det muligt at bruge en asynkron elmotor i hverdagen. Samtidig vil dens effektivitet og kraft ikke gå tabt. Når alt kommer til alt, ved du, at når du tænder for motoren i et netværk med en fase, falder disse parametre næsten med det halve. Og det handler om adskillige transformationer af den spænding, der leveres til enhedens indgang.
Ensretterenheden er den første i ordningen. Det vil blive diskuteret mere detaljeret nedenfor. Efter at den ensrettede spænding er filtreret. Og en ren jævnstrøm leveres til inverterens indgang. Den konverterer jævnstrøm til vekselstrøm med det nødvendige antal faser. Denne kaskade kan udsættes for justeringer. Den består af halvledere, hvortil et styrekredsløb på en mikrocontroller er forbundet. Men nu om alle noderne mere detaljeret.
Ensretterenhed
Det kan være af to typer - en- og trefaset. Den første type ensretter kan bruges i ethvert netværk. Hvis du har en trefaset, så er det nok at forbinde til en. Chastotnik-kredsløbet til en elektrisk motor er ikke komplet uden en ensretterenhed. Da der er forskel på antallet af faser, betyder det, at der skal bruges et vist antal halvlederdioder. Hvis vi taler om frekvensomformere, der er drevet af en enkelt fase, så er en fire-diode ensretter påkrævet. De har bro.
Det giver dig mulighed for at reducere forskellen mellem spændingsværdien ved input og output. Selvfølgelig kan et halvbølgekredsløb også bruges, men det er ineffektivt, og der opstår et stort antal svingninger. Men hvis vi taler om en trefaset forbindelse, er det nødvendigt at bruge seks halvledere i kredsløbet. Nøjagtig det samme kredsløb i ensretteren til en bilgenerator, der er ingen forskelle. Det eneste, der kan tilføjes her, er tre ekstra dioder til omvendt spændingsbeskyttelse.
Filterelementer
Efter ensretteren kommer filteret. Dens hovedformål er at afskære hele den variable komponent af den ensrettede strøm. For et klarere billede skal du tegne et tilsvarende kredsløb. Så plus går gennem spolen. Og så er en elektrolytisk kondensator forbundet mellem plus og minus. Det er det, der er interessant i udskiftningskredsløbet. Hvis spolen erstattes af reaktans, så er kondensatoren, hvis den er til stede,forskellig strøm kan enten være en leder eller en pause.
Som det blev sagt, er udgangen af ensretteren jævnstrøm. Og når den påføres en elektrolytisk kondensator, sker der intet, da sidstnævnte er et åbent kredsløb. Men der er en lille variabel i strømmen. Og hvis en vekselstrøm flyder, bliver kondensatoren i det tilsvarende kredsløb en leder. Derfor er der en lukning på plus til minus. Disse konklusioner er lavet i overensstemmelse med Kirchhoffs love, som er grundlæggende inden for elektroteknik.
Power Transistor Inverter
Og nu er vi nået til den vigtigste knude - transistorkaskaden. De lavede en inverter - en DC-til-AC-konverter. Hvis du laver en frekvensomformer til en elektrisk motor med dine egne hænder, anbefales det at bruge samlinger af IGBT-transistorer, du kan finde dem i enhver butik med radiodele. Desuden vil prisen på alle komponenter til fremstilling af en frekvensomformer være ti gange mindre end prisen på et færdigt produkt, selv fremstillet i Kina.
To transistorer bruges til hver fase. De er inkluderet mellem plus og minus, som vist i diagrammet i artiklen. Men hver transistor har en funktion - en kontroludgang. Afhængigt af hvilket signal der påføres det, ændres egenskaberne af halvlederelementet. Desuden kan dette gøres både ved hjælp af manuel omskiftning (tilfør f.eks. spænding til de nødvendige styreudgange med flere mikrokontakter) og automatisk. Det er casidstnævnte og vil blive diskuteret yderligere.
Kontrolskema
Og hvis tilslutningen af frekvensomformeren til den elektriske motor er enkel, skal du bare tilslutte de tilsvarende terminaler, så er alt meget mere kompliceret med styrekredsløbet. Sagen er, at der er behov for at programmere enheden for at opnå de maksim alt mulige justeringer fra den. I hjertet er en mikrocontroller, hvortil læsere og aktuatorer er forbundet. Så det er nødvendigt at have strømtransformatorer, der konstant overvåger den strøm, der forbruges af det elektriske drev. Og i tilfælde af overskridelse skal frekvensomformeren slukkes.
Tilslutning af styrekredsløbet
Derudover leveres overophedningsbeskyttelse. Kontroludgangene på IGBT-transistorer er forbundet til mikrocontrollerens udgang ved hjælp af en matchende enhed (Darlington-samling). Derudover er det nødvendigt at visuelt kontrollere parametrene, så du skal inkludere et LED-display i kredsløbet. Af læserne skal du tilføje knapper, der giver dig mulighed for at skifte mellem programmeringstilstande, såvel som en variabel modstand, ved at dreje den, ændres rotationshastigheden af den elektriske motors rotor.
Konklusion
Jeg vil gerne bemærke, at du også kan lave din egen frekvensomformer til en elektrisk motor, prisen på det færdige produkt starter fra 5000 rubler. Og dette er for elektriske motorer, hvis effekt ikke overstiger 0,75 kW. Hvis du skal administrere merekraftfuldt drev, skal du bruge en dyrere chastotnik. Til brug i hverdagen er den nedenfor diskuterede ordning tilstrækkelig. Årsagen er, at der ikke er behov for et stort antal funktioner og indstillinger, det vigtigste er muligheden for at ændre rotorhastigheden.
