Ovaj članak govori o frekventnom pretvaraču za elektromotor, principu njegovog rada i glavnim komponentama. Glavni naglasak bit će stavljen na teoriju, kako biste razumjeli princip rada frekventnog pretvarača i mogli dalje dizajnirati i proizvoditi vlastitim rukama. Ali prvo vam je potreban mali uvodni kurs, koji će vam reći šta je frekventni pretvarač i za koje svrhe je potreban.
Funkcije invertera
Lavovski udio u industriji zauzimaju asinhroni motori. I oduvijek je bilo teško upravljati njima, jer imaju konstantnu brzinu rotora, a promjena ulaznog napona se ispostavlja vrlo teškom, a ponekad čak i nemogućom. Ali frekventni pretvarač potpuno mijenja sliku. I ako su se ranije, na primjer, koristili razni mjenjači za promjenu brzine pokretne trake, danas je dovoljno koristiti jedan elektronski uređaj.
Osim toga, chastotniki vam omogućavaju da dobijete ne samo mogućnost promjene parametara pogona, već i nekoliko dodatnih stupnjeva zaštite. Nema potrebe za elektromagnetnim starterima, a ponekadnije čak ni potrebno imati trofaznu mrežu da bi se osigurao normalan rad asinhronog motora. Sve ove dužnosti povezane s prebacivanjem i uključivanjem električnog pogona prenose se na frekventni pretvarač. Omogućuje vam promjenu faza na izlazu, frekvenciju struje (a samim tim i brzinu rotora), podešavanje pokretanja i kočenja, a možete implementirati i mnoge druge funkcije. Sve zavisi od mikrokontrolera koji se koristi u kontrolnom kolu.
Princip rada
Izrada frekventnog pretvarača za električni motor vlastitim rukama, čiji je dijagram dat u članku, prilično je jednostavan. Omogućava vam da jednu fazu pretvorite u tri. Stoga postaje moguće koristiti asinhroni električni motor u svakodnevnom životu. Istovremeno, njegova efikasnost i snaga neće biti izgubljeni. Uostalom, znate da kada uključite motor u mreži s jednom fazom, ovi se parametri smanjuju gotovo za polovicu. A radi se o nekoliko transformacija napona koji se dovodi na ulaz uređaja.
Ispravljačka jedinica je prva u šemi. O tome će se detaljnije govoriti u nastavku. Nakon što se ispravljeni napon filtrira. I čista jednosmjerna struja se dovodi na ulaz pretvarača. Konvertuje jednosmernu struju u naizmeničnu sa potrebnim brojem faza. Ova kaskada može biti podvrgnuta prilagođavanju. Sastoji se od poluvodiča na koje je spojeno upravljačko kolo na mikrokontroleru. Ali sada o svim čvorovima detaljnije.
Jedinica ispravljača
Može biti dva tipa - jednofazni i trofazni. Prvi tip ispravljača može se koristiti u bilo kojoj mreži. Ako imate trofaznu, onda je dovoljno da se spojite na jednu. Častnički krug za elektromotor nije potpun bez ispravljačke jedinice. Pošto postoji razlika u broju faza, to znači da se mora koristiti određeni broj poluvodičkih dioda. Ako govorimo o frekventnim pretvaračima koji se napajaju iz jedne faze, onda je potreban četverodiodni ispravljač. Oni su premošteni.
Omogućava vam da smanjite razliku između vrijednosti napona na ulazu i izlazu. Naravno, može se koristiti i polutalasni krug, ali je neefikasan i dolazi do velikog broja oscilacija. Ali ako govorimo o trofaznoj vezi, onda je u krugu potrebno koristiti šest poluvodiča. Potpuno isti krug u ispravljaču automobilskog generatora, nema razlike. Jedina stvar koja se ovdje može dodati su tri dodatne diode za zaštitu od obrnutog napona.
Elementi filtera
Nakon ispravljača dolazi filter. Njegova glavna svrha je da prekine čitavu promjenjivu komponentu ispravljene struje. Za jasniju sliku, potrebno je da nacrtate ekvivalentno kolo. Dakle, plus ide kroz zavojnicu. I tada je elektrolitički kondenzator spojen između plusa i minusa. To je ono što je zanimljivo u zamjenskom krugu. Ako je zavojnica zamijenjena reaktancijom, tada kondenzator, ako postoji,različita struja može biti ili provodnik ili prekid.
Kao što je rečeno, izlaz ispravljača je jednosmerna struja. A kada se nanese na elektrolitički kondenzator, ništa se ne događa, jer je potonji otvoreni krug. Ali postoji mala varijabla u struji. A ako teče naizmjenična struja, tada u ekvivalentnom krugu kondenzator postaje provodnik. Dakle, dolazi do zatvaranja plusa u minus. Ovi zaključci su napravljeni prema Kirchhoffovim zakonima, koji su fundamentalni u elektrotehnici.
Power Transistor Inverter
I sada smo stigli do najvažnijeg čvora - tranzistorske kaskade. Napravili su inverter - DC-to-AC pretvarač. Ako vlastitim rukama izrađujete frekventni pretvarač za električni motor, onda se preporučuje korištenje sklopova IGBT tranzistora, možete ih pronaći u bilo kojoj trgovini radio dijelova. Štaviše, cijena svih komponenti za proizvodnju frekventnog pretvarača bit će deset puta manja od cijene gotovog proizvoda, čak i proizvedenog u Kini.
Za svaku fazu se koriste dva tranzistora. Oni su uključeni između plusa i minusa, kao što je prikazano na dijagramu u članku. Ali svaki tranzistor ima svojstvo - kontrolni izlaz. Ovisno o tome koji se signal primjenjuje na njega, svojstva poluvodičkog elementa se mijenjaju. Štoviše, to se može učiniti i uz pomoć ručnog prebacivanja (na primjer, donijeti napon na potrebne upravljačke izlaze s nekoliko mikroprekidača), i automatski. To je otprilikeovo drugo i o tome će se dalje raspravljati.
Kontrolna šema
A ako je spajanje frekventnog pretvarača na elektromotor jednostavno, samo trebate spojiti odgovarajuće terminale, onda je sve mnogo složenije s upravljačkim krugom. Stvar je u tome što je potrebno programirati uređaj kako bi se iz njega postigla maksimalna moguća podešavanja. U srcu je mikrokontroler na koji su povezani čitači i aktuatori. Dakle, potrebno je imati strujne transformatore koji će stalno pratiti snagu koju troši električni pogon. A u slučaju prekoračenja, frekventni pretvarač treba isključiti.
Povezivanje upravljačkog kruga
Pored toga, obezbeđena je zaštita od pregrijavanja. Upravljački izlazi IGBT tranzistora su povezani na izlaz mikrokontrolera pomoću uređaja za usklađivanje (Darlington sklop). Osim toga, potrebno je vizualno kontrolirati parametre, tako da morate uključiti LED zaslon u krug. Od čitača, potrebno je dodati dugmad koja će vam omogućiti prebacivanje između režima programiranja, kao i promjenjivi otpor, rotacijom se mijenja brzina rotacije rotora elektromotora.
Zaključak
Želio bih napomenuti da možete napraviti i vlastiti frekventni pretvarač za elektromotor, cijena gotovog proizvoda počinje od 5000 rubalja. I to za elektromotore čija snaga ne prelazi 0,75 kW. Ako trebate upravljati višesnažan pogon, trebat će vam skuplji chastotnik. Za upotrebu u svakodnevnom životu dovoljna je shema o kojoj se govori u nastavku. Razlog je što nema potrebe za velikim brojem funkcija i podešavanja, najvažnija je mogućnost promjene brzine rotora.
