Ovaj članak govori o frekventnom pretvaraču za elektromotor, principu njegova rada i glavnim komponentama. Glavni naglasak bit će stavljen na teoriju, kako biste razumjeli princip rada frekventnog pretvarača i mogli dalje projektirati i proizvoditi vlastitim rukama. Ali prvo vam je potreban mali uvodni tečaj koji će vam reći što je frekventni pretvarač i za koje svrhe je potreban.
Funkcije pretvarača
Lavovski udio u industriji zauzimaju asinkroni motori. I oduvijek je bilo teško upravljati njima, budući da imaju konstantnu brzinu rotora, a promjena ulaznog napona ispada vrlo teško, a ponekad čak i nemoguće. Ali frekventni pretvarač potpuno mijenja sliku. I ako su se ranije, primjerice, za promjenu brzine transportera koristili razni mjenjači, danas je dovoljno koristiti jedan elektronički uređaj.
Osim toga, chastotniki vam omogućuju da dobijete ne samo mogućnost promjene parametara pogona, već i nekoliko dodatnih stupnjeva zaštite. Nema potrebe za elektromagnetskim starterima, a ponekadnije ni potrebno imati trofaznu mrežu da bi se osigurao normalan rad asinkronog motora. Sve ove dužnosti povezane s uključivanjem 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 ovisi o mikrokontroleru koji se koristi u upravljačkom krugu.
Princip rada
Izrada frekventnog pretvarača za električni motor vlastitim rukama, čiji je dijagram dat u članku, prilično je jednostavan. Omogućuje vam pretvaranje jedne faze u tri. Stoga postaje moguće koristiti asinkroni električni motor u svakodnevnom životu. Istodobno, njegova učinkovitost i snaga neće biti izgubljeni. Uostalom, znate da kada uključite motor u mreži s jednom fazom, ti se parametri smanjuju gotovo za polovicu. A sve se radi o nekoliko transformacija napona koji se dovodi na ulaz uređaja.
Ispravljačka jedinica je prva u shemi. U nastavku će se detaljnije raspravljati. Nakon što se ispravljeni napon filtrira. I čista istosmjerna struja se dovodi na ulaz pretvarača. Pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu s potrebnim brojem faza. Ova kaskada može biti podvrgnuta prilagodbama. Sastoji se od poluvodiča na koje je spojen upravljački krug na mikrokontroleru. Ali sada o svim čvorovima detaljnije.
Jedinica ispravljača
Može biti dvije vrste - jednofazni i trofazni. Prvi tip ispravljača može se koristiti u bilo kojoj mreži. Ako imate trofaznu, onda je dovoljno spojiti se na jednu. Krug chastotnik za elektromotor nije potpun bez ispravljačke jedinice. Budući da 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, tada je potreban četverodiodni ispravljač. Oni su premošteni.
Omogućuje vam smanjenje razlike između vrijednosti napona na ulazu i izlazu. Naravno, može se koristiti i poluvalni krug, ali on je neučinkovit i dolazi do velikog broja oscilacija. Ali ako govorimo o trofaznoj vezi, tada je u krugu potrebno koristiti šest poluvodiča. Potpuno isti krug u ispravljaču automobilskog generatora, nema razlika. Jedina stvar koja se ovdje može dodati su tri dodatne diode za zaštitu od obrnutog napona.
Elementi filtra
Nakon ispravljača dolazi filter. Njegova glavna svrha je odsjeći cijelu promjenjivu komponentu ispravljene struje. Za jasniju sliku morate nacrtati ekvivalentni krug. 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 vodič ili prekid.
Kao što je rečeno, izlaz ispravljača je istosmjerna struja. A kada se nanese na elektrolitički kondenzator, ništa se ne događa, budući da je potonji otvoreni krug. Ali postoji mala varijabla u struji. A ako teče izmjenična struja, tada u ekvivalentnom krugu kondenzator postaje vodič. Dakle, dolazi do zatvaranja plusa u minus. Ovi zaključci su napravljeni prema Kirchhoffovim zakonima, koji su temeljni u elektrotehnici.
Inverter energetskih tranzistora
I sada smo došli do najvažnijeg čvora - kaskade tranzistora. Napravili su inverter - DC-to-AC pretvarač. Ako vlastitim rukama izrađujete frekventni pretvarač za elektromotor, preporuča se korištenje sklopova IGBT tranzistora, možete ih pronaći u bilo kojoj trgovini radio dijelova. Štoviše, trošak svih komponenti za proizvodnju frekventnog pretvarača bit će deset puta manji 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 značajku - kontrolni izlaz. Ovisno o tome koji se signal na njega primjenjuje mijenjaju se svojstva poluvodičkog elementa. Štoviše, to se može učiniti i uz pomoć ručnog prebacivanja (na primjer, dovedite napon na potrebne upravljačke izlaze s nekoliko mikroprekidača), i automatski. To je otprilikepotonje i o tome će se dalje raspravljati.
Kontrolna shema
A ako je spajanje frekventnog pretvarača na elektromotor jednostavno, samo trebate spojiti odgovarajuće stezaljke, onda je sve puno kompliciranije s upravljačkim krugom. Stvar je u tome što je potrebno programirati uređaj kako bi se iz njega postigle maksimalne moguće prilagodbe. 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, pretvarač frekvencije treba isključiti.
Spajanje upravljačkog kruga
Osim toga, osigurana je zaštita od pregrijavanja. Upravljački izlazi IGBT tranzistora povezani su s izlazom mikrokontrolera pomoću uređaja za usklađivanje (Darlingtonov sklop). Osim toga, potrebno je vizualno kontrolirati parametre, pa morate uključiti LED zaslon u krug. Od čitača trebate dodati gumbe koji će vam omogućiti prebacivanje između načina programiranja, kao i promjenjivi otpor, rotacijom se mijenja brzina rotacije rotora elektromotora.
Zaključak
Želio bih napomenuti da možete napraviti i vlastiti frekventni pretvarač za električni motor, 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 korištenje u svakodnevnom životu dovoljna je shema o kojoj se govori u nastavku. Razlog je što nema potrebe za velikim brojem funkcija i postavki, najvažnija je mogućnost promjene brzine rotora.
