Ali lahko sama sestavim frekvenčne pretvornike? Načelo delovanja in diagram povezav frekvenčnih pretvornikov

Težko je izdelati frekvenčne pretvornike, saj je zelo dobro razumeti močnostno elektroniko in polprevodniško tehnologijo. Toda preden razmislite o oblikovanju te naprave, morate ugotoviti, za kakšen namen se uporabljajo. Prav tako boste morali vedeti, katere so glavne komponente teh elektronskih sistemov.

Kaj je frekvenčni pretvornik?

Vsi vedo, da v omrežju obstaja izmenični tok in ima določeno frekvenco. V Rusiji je standard 50 Hertzov. V nekaterih zahodnih državah je rahlo drugačen standard 60 Hertz. Na podlagi frekvence toka je odvisno delovanje mnogih naprav. Pretvorniki se uporabljajo za napajanje asinhroni motorji. Obstaja veliko razlogov za uporabo elektronskih sredstev. Na primer, v industriji se široko uporabljajo IF-ji, saj njihova uporaba omogoča, da se znebite ogromnih mehanizmov.

Če je podrobneje, lahko spremenite hitrost vrtenja pasu na transporterju z uporabo reduktorja, ki temelji na nekakšni škatli hitrosti avtomobila. In to je lahko mehansko (z uporabo več prestav) in variatorja. Toda veliko bolj učinkovita je sprememba parametrov toka, ki hrani motor. Obrnite spremenljivi upor, da spremenite vrtilno frekvenco transporterja. In frekvenco lahko spremenite v širokem razponu.

Kakšne so lastnosti frekvenčnih pretvornikov?

Poleg tega lahko nastavitve pretvornika dosežete tako, da bo električni motor postopoma dosegel zagon nekaj sekund. Čas določi uporabnik s programiranjem funkcij frekvenčnega pretvornika. Podobno lahko storite tudi s časom ustavljanja motorne armature. To vam omogoča zmanjšanje obremenitve pogona, ki neposredno vpliva na njegov vir.

Poleg tega je za mala podjetja, ki sami ne morejo zagotoviti s trifazno omrežje, vendar pa se je potrebno za to, z uporabo frekvenčnih pretvornikov - to je prava rešitev. Obstaja veliko modelov naprav, ki so priključene na AC enofazni tok in izhod so bili izdelani trije. Zato je mogoče vklopiti električni motor v običajno vtičnico. In v tem primeru ne bo izgubil moči, njegovo delo bo pravilno.

Komponente moči pretvornikov

V vseh frekvenčnih pretvornikih se uporabljajo močni IGBT ali MOSFET. So idealni za to vrsto dela. Vgrajeni so v ločenih modulih. Tak način namestitve lahko izboljša učinkovitost elektronske naprave. Ti tranzistorji delujejo v ključnem načinu, nadzor se izvaja z uporabo mikroprocesorskega sistema. Dejstvo je, da je vse krmiljenje nizko tokovno, visokonapetostno preklapljanje ni potrebno. Zato ga lahko zagotovi najpreprostejši mikroprocesor.

Najpogosteje se uporabljajo posebni sklopi serije IR2132 in IR2130. Sestavljajo jih šest voznikov, ki nadzorujejo ključe. Trije se uporabljajo za spodnji in tri za zgornji. Takšen sklop omogoča uresničitev preproste kaskade frekvenčnega pretvornika. Poleg tega ima več stopenj zaščite. Na primer, iz kratkega stika in preobremenitve. Podrobnejše značilnosti vseh elementov najdete v priročnikih. Toda vse močne celice imajo veliko pomanjkljivost - visoki stroški izdelkov.

Blokiraj diagram pretvornika

Kdorkoli frekvenčni pretvornik za motor Sestavljen je iz treh glavnih enot - usmernika, filtrov, pretvornika. Izkazalo se je, da se izmenična napetost najprej pretvori v konstantno napetost in nato filtrira. Po vsem tem se obrne na spremenljivko. Ampak obstaja tretja enota - mikroprocesorski nadzor pretvornika. In natančneje, močni IGBT-tranzistorji. Če se ukvarjate s samostojnimi podjetji, potem veste, da imajo na sprednji plošči nekaj gumbov za programiranje.

Navodilo frekvenčnega pretvornika vam pove, kako izvedete nastavitve vseh funkcij. To je zelo zapletena zadeva, saj je v preprosti napravi kar nekaj nastavitev. Poleg tega, da elektronska naprava omogoča spreminjanje vrtilne hitrosti motorja, prilagodi pospešek in čas zaviranja, obstaja več stopenj zaščite. Na primer, pri prekoračitvi trenutnega. Če se uporablja takšna naprava, ni potrebe po namestitvi odklopniki.

Blok valja

Odvisno od namena frekvenčnega pretvornika se uporabljajo različne izravnalne stopnje. Različica napajalne napetosti je lahko iz tristopenjskega omrežja ali iz enofaznega omrežja. Toda na izhodu pogona je v vsakem primeru trifazna izmenična napetost. Toda, da bi izvajali trenutni nadzor, ga je treba najprej odpraviti. Stvar je v tem, da je precej težko upravljati spremenljivke - uporabiti morate velike reostate, kar ni zelo primerno. Poleg tega je zdaj čas za mikroelektroniko in avtomatizacijo, da se uporabljajo zastarele tehnologije, ni samo nerazumno, temveč tudi zelo nedonosno.

Za popravek spremenljivke trifazni tok Uporabljena je elektronska naprava, sestavljena iz šestih polprevodniških diod. Vključeni so v vezje mostov, izkaže se, da vsak par diode služi za poravnavanje ene faze. Na izhodu izklopne enote se pojavi konstantna napetost, njegova vrednost je enaka tisti, ki teče na vhod. V tej fazi so vse preobliko- vitve končane, v tem bloku ni nobene kontrole. V primeru, da se napajanje napaja iz enofaznega omrežja, zadostuje tudi kaskada usmernika, tudi iz ene diode. Toda učinkoviteje je uporabiti mostno vezje štirih.

Filtriraj blok

Ta modul se uporablja za filtriranje DC napetosti. Najenostavnejša različica enote je induktor, ki je vključen v prelom roke plus. Med poli je povezan elektrolitski kondenzator. Ima eno funkcijo - znebiti se spremenljivega dela. Stvar je v tem, da se usmernik ne more popolnoma znebiti pulzov. Ostaja majhna komponenta izmeničnega toka, ki lahko med delovanjem povzroči precejšnje motnje.

Da bi upoštevali načelo filtrskega bloka, je treba opraviti analizo z zamenjavo elementov. Pri delovanju pod pogoji DC se induktivnost zamenja odpornost, kondenzator enako se nadomesti z razpadom verige. Toda, ko se uporablja moč izmeničnega toka, se kapacitivnost nadomesti z uporom. Zato celoten spremenljiv element izgine, saj v tem primeru pride do kratkega stika. Težko je razumeti to, potrebno je razumeti teoretične temelje elektrotehnike. Toda frekvenčni pretvornik 3 faze ni mogoče brez tega.

Kaskadna razsmernik

In tukaj se začne najbolj zanimivo - uporaba močnih IGBT-tranzistorjev. Upravlja jih mikroprocesorski sistem, delovanje celotnega frekvenčnega pretvornika je odvisno od kakovosti njihovega delovanja. Taka shema napetostni pretvornik je razširjena. Dejansko, z uporabo tranzistorjev moči, lahko obrnete vse napetosti. Skupaj se v najpreprostejši shemi uporablja šest elementov - dve za vsako fazo. Frekvenčni pretvornik 220 voltov proizvede v vsaki fazi glede na nič.

Da bi se znebili pojavljanja povratne napetosti, je treba uporabiti polprevodniške diode. Preklopi med zbiralnik in oddajnik močnostnih tranzistorjev. Nadzor se izvaja na vhodu baze. Kot smo že omenili, frekvenčni pretvorniki, ki jih proizvajajo sami, imajo dva tranzistorja na fazo v kaskadi pretvornika. Vključite njihove p-n-križišča v seriji. Faza se odstrani iz sredine vsakega ramena. Pripravljeni moduli so v prodaji, imajo priključke za napajanje enosmerne napetosti in tri kontakte za odstranjevanje trifaznega izmeničnega toka. Poleg tega obstaja priključek za priključitev krmilnega sistema mikrokrmilnika.

Mikroprocesorski nadzor

Uporablja se za spreminjanje hitrosti pretvornika motorne gredi, lahko napetost, katere frekvenca je privzeta na 50 Hz, lahko spremenite v amplitudi v širokem razponu. In natančneje, od nič do frekvence, ki jo lahko zagotovi mikroprocesor. Zadnja zahteva je osnovna - sposobnost povezovanja več naprav. Ko konstruirate pretvornik, mora napetost, katere frekvenca spreminja spremenljivi upor, nadzirati procesor. Izbira je previdna, mora imeti zadostno število vhodno-izhodnih vrat.

Sistem je mogoče malo zapletiti, če priključite LCD zaslon na mikrokrmilnik. Ne zahteva visokega barvnega odtisa, dovolj enobarvnega, kot pri preprostih kalkulatorjih. Tudi gumbi za programiranje so priključeni na vrata V / I. Tako lahko naredite preprost frekvenčni pretvornik. Cena vseh elementov ne bo večja od dveh tisoč rubljev. Ampak stroški za pretvornik z močjo 200-750 watatov variirajo v razponu od 6500 do 12000 rubljev. Odvisno od proizvajalca in zmožnosti naprave.

Ohišje za napravo

Frekvenčni pretvorniki, ki jih proizvajajo sami, morajo imeti zanesljivo stanovanje. Odvisno je ne le od enostavne uporabe, ampak tudi od učinkovitosti. Podstavek je izdelan iz aluminija. Razlog za uporabo tega materiala je potreba po visokokakovostnem hlajenju. Med delovanjem IGBT-modul postane zelo vroč, temperatura pa se poveča tudi za polprevodniške diode. In sploh ni pomembno, je frekvenčni pretvornik 380 ali enako kot 220 voltov za vas.

Preostanek telesa je iz plastike. Potrebno je, da vsi električni elementi skrijejo, da na delovnem mestu ni prišlo do naključnega stika z visokonapetostnimi zaključki. V sprednjem delu je potrebno zagotoviti luknjo za LCD zaslon in gumbi. Na primernem mestu je nameščen spremenljiv upor. Pri programiranju mikrokrmilnika je potrebno upoštevati, da ta upor spremeni frekvenco izhodnega toka.

Elementi izmenjave toplote sistema

Posebno pozornost je treba nameniti odstranjevanju toplote. Močnejša naprava, ki se razvija, mora biti bolj zanesljiv hladilni sistem. Kot je navedeno zgoraj, mora biti podlaga iz aluminija. Krog napetostnega pretvornika mora zagotavljati zaščito pred pregrevanjem. V ta namen je potrebno vrtati luknjo v ohišju, v njem je nameščen temperaturni senzor. Iz nje se signal napaja ustrezna naprava do mikrokrmilnika. Če je maksimalna temperatura prekoračena, je treba napravo odklopiti. Zato je modul tranzistorja moči izklopljen.

Za izboljšanje prenosa toplote je potrebno uporabiti ventilatorje. Njihovo lokacijo je treba izbrati tako, da zračni tok ohladi plavuti hladilnika telesa. Za povečanje učinkovitosti hladilnega sistema je potrebno uporabiti termično pasto. Ob zagonu naprave je smiselno vključiti ventilatorje. Toda tudi krmilnik lahko programirate z uporabo signala senzorja temperature. Če je temperatura enaka polovici tiste, pri kateri pride do zasilnega izklopa naprave, se ventilatorji vključijo.

Montažna plošča

Kot vezje je najbolje uporabiti pripravljene možnosti. V prodaji so plošče različnih velikosti z luknjami, okoli katerih so majhne konzervirane stike. V skupnem izrazu se imenujejo "ribe". Edina stvar, ki jo je treba upoštevati, je možnost zamenjave procesorja in čipov. V ta namen morate uporabiti konektorje, ki so spajkani na ploščo. Frekvenčni pretvorniki z lastnimi rokami so najboljši pri izračunu hitre zamenjave elementov. Čip ali krmilnik je enostavno nameščen v ta konektor, kot vtič v vtičnico.

Sklepi

Samodejno lahko pretvorite frekvenčni pretvornik. Cena analogov, kot smo ugotovili, je veliko višja. Čeprav imajo seveda več priložnosti. Toda če pogledate natančno, se dejansko uporabi le pet funkcij. Pri upravljanju pogona je treba spremeniti hitrost vrtenja in tudi nastaviti čas pospeševanja in zaviranja. Reverzna funkcija in spremembe največjega dopustnega toka so nekoliko manjše.