Den här artikeln kommer att diskutera frekvensomformaren för en elmotor, principen för dess funktion och huvudkomponenterna. Huvudvikten kommer att läggas på teori, så att du förstår frekvensomformarens funktionsprincip och kan vidaredesigna och tillverka med dina egna händer. Men först behöver du en liten introduktionskurs, som berättar vad en frekvensomformare är och för vilka ändamål den behövs.
Växelriktarfunktioner
Lejonparten i branschen är upptagen av asynkronmotorer. Och det har alltid varit svårt att hantera dem, eftersom de har en konstant rotorhastighet, och att ändra inspänningen visar sig vara mycket svårt, och ibland till och med omöjligt. Men frekvensomformaren förändrar bilden tot alt. Och om tidigare, till exempel, olika växellådor användes för att ändra hastigheten på transportören, räcker det idag att använda en elektronisk enhet.
Dessutom låter chastotniki dig inte bara få möjligheten att ändra drivparametrarna, utan också flera ytterligare skyddsgrader. Det finns inget behov av elektromagnetiska starter, och iblanddet är inte ens nödvändigt att ha ett trefasnät för att säkerställa normal drift av en induktionsmotor. Alla dessa uppgifter som är förknippade med att koppla och slå på den elektriska drivenheten överförs till frekvensomformaren. Det låter dig ändra faserna vid utgången, strömfrekvensen (och därför rotorns hastighet ändras), för att justera start och broms, och du kan också implementera många andra funktioner. Allt beror på mikrokontrollern som används i styrkretsen.
Driftsprincip
Att göra en frekvensomvandlare för en elmotor med dina egna händer, vars diagram ges i artikeln, är ganska enkelt. Det låter dig konvertera en fas till tre. Därför blir det möjligt att använda en asynkron elmotor i vardagen. Samtidigt kommer dess effektivitet och kraft inte att gå förlorad. När allt kommer omkring vet du att när du slår på motorn i ett nätverk med en fas, minskar dessa parametrar nästan med hälften. Och det handlar om flera transformationer av spänningen som tillförs enhetens ingång.
Likriktarenheten är den första i schemat. Det kommer att diskuteras mer i detalj nedan. Efter att den likriktade spänningen filtrerats. Och en ren likström tillförs växelriktarens ingång. Den omvandlar likström till växelström med erforderligt antal faser. Denna kaskad kan utsättas för justeringar. Den består av halvledare till vilka en styrkrets på en mikrokontroller är ansluten. Men nu om alla noder mer i detalj.
Lriktarenhet
Det kan vara av två typer - en- och trefas. Den första typen av likriktare kan användas i alla nätverk. Om du har en trefas räcker det att ansluta till en. Chastotnikkretsen för en elmotor är inte komplett utan en likriktarenhet. Eftersom det är skillnad i antalet faser innebär det att ett visst antal halvledardioder måste användas. Om vi pratar om frekvensomvandlare som drivs av en enfas, så krävs en fyrdiodslikriktare. De är överbryggade.
Det låter dig minska skillnaden mellan spänningsvärdet vid ingången och utgången. Naturligtvis kan en halvvågskrets också användas, men den är ineffektiv, och ett stort antal svängningar uppstår. Men om vi talar om en trefasanslutning, är det nödvändigt att använda sex halvledare i kretsen. Exakt samma krets i likriktaren till en bilgenerator, det finns inga skillnader. Det enda som kan läggas till här är ytterligare tre dioder för backspänningsskydd.
Filterelement
Efter likriktaren kommer filtret. Dess huvudsakliga syfte är att skära av hela den variabla komponenten av den likriktade strömmen. För en tydligare bild måste du rita upp en likvärdig krets. Så, plus går genom spolen. Och så kopplas en elektrolytkondensator mellan plus och minus. Det är detta som är intressant i ersättningskretsen. Om spolen ersätts av reaktans, då kondensatorn, om den finns,olika strömmar kan vara antingen en ledare eller ett brott.
Som sagt, utgången från likriktaren är likström. Och när den appliceras på en elektrolytisk kondensator händer ingenting, eftersom den senare är en öppen krets. Men det finns en liten variabel i strömmen. Och om en växelström flyter, blir kondensatorn i den ekvivalenta kretsen en ledare. Därför finns det en stängning på plus till minus. Dessa slutsatser är gjorda enligt Kirchhoffs lagar, som är grundläggande inom elektroteknik.
Power Transistor Inverter
Och nu har vi nått den viktigaste noden - transistorkaskaden. De gjorde en inverter - en DC-till-AC-omvandlare. Om du gör en frekvensomvandlare för en elmotor med dina egna händer, rekommenderas det att du använder enheter av IGBT-transistorer, du kan hitta dem i alla radiodelarbutiker. Dessutom kommer kostnaden för alla komponenter för tillverkning av en frekvensomformare att vara tio gånger lägre än priset på en färdig produkt, även tillverkad i Kina.
Två transistorer används för varje fas. De ingår mellan plus och minus, som visas i diagrammet i artikeln. Men varje transistor har en funktion - en kontrollutgång. Beroende på vilken signal som appliceras på den ändras egenskaperna hos halvledarelementet. Dessutom kan detta göras både med hjälp av manuell omkoppling (till exempel applicera spänning på de nödvändiga styrutgångarna med flera mikrobrytare), och automatiskt. Det är ungefärdet senare och kommer att diskuteras vidare.
Kontrollschema
Och om anslutningen av frekvensomformaren till elmotorn är enkel, behöver du bara ansluta motsvarande terminaler, då är allt mycket mer komplicerat med styrkretsen. Saken är att det finns ett behov av att programmera enheten för att uppnå maximala möjliga justeringar från den. I hjärtat finns en mikrokontroller, till vilken läsare och ställdon är anslutna. Så det är nödvändigt att ha strömtransformatorer som ständigt övervakar den effekt som förbrukas av den elektriska enheten. Och vid överskridande ska frekvensomformaren stängas av.
Ansluter styrkretsen
Dessutom tillhandahålls överhettningsskydd. Styrutgångarna på IGBT-transistorer är anslutna till utgången på mikrokontrollern med hjälp av en matchande enhet (Darlington-enhet). Dessutom är det nödvändigt att visuellt kontrollera parametrarna, så du måste inkludera en LED-display i kretsen. Av läsarna måste du lägga till knappar som gör att du kan växla mellan programmeringslägen, såväl som ett variabelt motstånd, genom att rotera det, ändras rotationshastigheten för elmotorns rotor.
Slutsats
Jag skulle vilja notera att du också kan göra din egen frekvensomvandlare för en elmotor, priset på den färdiga produkten börjar från 5000 rubel. Och detta är för elmotorer vars effekt inte överstiger 0,75 kW. Om du behöver hantera merkraftfull enhet, du behöver en dyrare chastotnik. För användning i vardagen är det schema som diskuteras nedan tillräckligt. Anledningen är att det inte behövs ett stort antal funktioner och inställningar, det viktigaste är möjligheten att ändra rotorhastigheten.
