Chastotnik за трифазен електродвигател със собствени ръце

Днес асинхронните двигатели са главните задвижващи задвижвания за металообработващи машини, конвейери и други промишлени единици.

За да функционират двигателите правилно, те се нуждаят от честотен преобразувател. Тя позволява оптимизиране на работата на уреда и удължаване на експлоатационния му живот. Не е нужно да купувате устройство - можете да направите свободно колело за трифазен електродвигател със собствените си ръце.

Цел на честотния преобразувател

Асинхронен двигател може да работи без chastotnika, но в този случай той ще бъде с постоянна скорост без възможност за корекция. В допълнение, липсата на инвертор води до увеличаване на началния ток е 5-7 пъти по-висока оценка, които ще увеличат товарите шок увеличават загубите на мощност и значително намалява срока на експлоатация на уреда.

За да се изравнят всички горепосочени отрицателни фактори, бяха измислени честотни преобразуватели за индукционни двигатели на трифазен и еднофазен ток.

Chastotnik позволява широк диапазон за регулиране на скоростта на електрическия двигател осигурява плавен старт, ви позволява да регулирате скоростта на стартиране и спиране на скоростта, трифазен мотор е свързан с еднофазен мрежа и др. Всички тези функции зависят от микроконтролера, на който е изграден, и могат да варират от модела до модела.

Принцип на действие на устройството

Токът на редуващи се доставя от мрежата на диод мост, където тя изправя и се качва на батерията изглаждане кондензатори, които в крайна сметка се превръща в постоянен ток, който се подава към канализацията на транзистори мощност IGBT, контролирани от главния контролер. Източниците на транзисторите, от своя страна, са свързани към мотора.

Ето опростена схема на честотния преобразувател за трифазен асинхронен двигател.

Сега помислете какво става с транзисторите и как работят те.

транзистор А полеви ефект (известен още като ключов MOSFET и т.н.) - е електронен ключ, на принципа на неговото действие се основава на появата на провеждане между двата терминала (дренаж и източник) mosfeta, появата на изхода контрол (порта)-високо от напрежението източване.

За разлика от конвенционалните релета, клавишите работят на много високи честоти (от няколко Hertz до стотици kilohertz), така че да не могат да бъдат заменени от реле.

С помощта на тези високоскоростни превключватели микроконтролерът може да управлява силовите вериги.

Към контролера, в допълнение към MOSFET, също са свързани токови сензори, контроли за честотно управление и други периферни устройства.

По време на работа на микроконтролера инвертор измерва консумацията на енергия и, в съответствие с параметрите за контролния панел, променя продължителността и честотата на периодите, когато транзистор е отворена (на) или затворена (изключен), като по този начин се променя или поддържане на скоростта на мотора.

Самоизработено устройство

Въпреки многото фабрично произведени агрегати, хората правят самите честотни преобразуватели, ползите до момента, всички компоненти могат да бъдат закупени във всеки радио магазин или поръчани от Китай. Този частотник ще ви струва много по-евтино от закупеното, освен това няма да се съмнявате в качеството на монтажа и надеждността му.

Ние правим трифазен преобразувател

Ние ще съставим нашия конвертор на G4PH50UD, който ще бъде управляван от контролера PIC16F628A, използвайки опто-драйверите HCPL3120.

Събраният частотник, когато е свързан към еднофазна 220 V мрежа, ще има три фази 220 V на пълна гама на изхода, с изместване от 120 ° и мощност 3 kW.

Схемата на хастотник изглежда така:

Тъй като честотният конвертор се състои от части, които работят при едновременно висока (захранващ блок) и ниска (контрола) напрежение, би било логично да бъде разделена на три борда (дънна платка, платката за управление, както и ниско напрежение захранването към него), за да се предотврати възможността за срив между трасетата с високо и ниско напрежение и повреда на устройството.

Ето оформлението на контролния панел:

За да захранвате контролната карта, можете да използвате 24 V захранване с разряд не повече от 1 V в продължение на 2-3 секунди след захранването с 220 V.

Захранването може да се монтира по тази схема:

Имайте предвид, че номиналните стойности и имената на всички радиокомпоненти на веригите вече са подписани, така че дори и любител на радиовръзка да може да събере работното устройство върху тях.

Преди да започнете да монтирате инвертора, уверете се, че:

1. Имате всички необходими компоненти;
2. Правилността на окабеляването;
3. При наличие на всички необходими отвори за инсталиране на радио компоненти на дъската;
4. В това, не забравяйте да попълните фърмуера на микроконтролера от този архив:

Ако сте направили всичко правилно и не сте забравили нищо, можете да продължите с монтажа.

След изграждането ще получите нещо подобно:

Сега трябва да проверите устройството: за това ние свързваме двигателя към честотния носещ елемент и прилагаме напрежение към него. След като индикаторът за наличност е включен, натиснете бутона "Старт". Двигателят трябва да започне да се върти бавно. Когато бутонът се задържи, двигателят започва да се ускорява, когато се освободи, той поддържа скоростта на нивото, пред което има време да ускори. Когато се натисне бутонът "Reset", моторът спира с прекъсване. Бутонът "Обръщане" се използва само когато двигателят е спрян.

Ако проверката е успешна, тогава можете да започнете да правите дело и да събирате хастатник в нея. Не забравяйте да направите дупки в кутията за притока на студен и горещ въздух от IGBT радиатора на транзисторите.

Честотно задвижване за еднофазен двигател

Преобразователи на честоти за еднофазен трифазен двигател се характеризира с това, че има две фази, изход (няма грешка, монофазен двигател, когато е свързан без chastotnika работи намотка е свързан директно към мрежата, както и подложка - чрез кондензатор, но с помощта на chastotnika подложка е свързан чрез втората намотка фаза) и един неутрален - за разлика от трите фази на последния, така че направи chastotnik за еднофазен електродвигател, използвайки трифазната схема като основа, тя не работи, така че трябва да започнете отново.

Като мозък на този преобразувател ще използваме ATmega328 MK с товарача Arduin. По принцип това е Ардуино, само без неговата закачалка. Така че, ако сте разположени наоколо в кофите за боклук arduinka с микроконтролер, можете спокойно да го разпояване и я използва за работа, предварително Gulf го скица (фърмуера) от архива:

Atmege ще бъде свързан с драйвер IR2132, а вече - с MOSFET IRG4BC30, към който ще включим мощността на двигателя до 1 KW включително.

Преобразувател на честотния преобразувател за еднофазен двигател:

Също така, за захранване на Arduin (5v) и за захранване на релето (12v), имаме нужда от 2 стабилизатора. Ето техните схеми:

Стабилизатор за 12 волта.

Стабилизатор за 5 волта.

Моля, обърнете внимание! Тази схема не е проста. Може да се наложи да конфигурирате и отстраните грешки във фърмуера, за да постигнете пълна работа на устройството, но това не е трудно и ръководствата за програмиране на Arduino в интернет са много. Освен това самата скица съдържа доста подробни коментари за всяко действие. Но ако е твърде трудно за вас, тогава можете да опитате да намерите такъв частотник в магазина. Да предположим, че те не са толкова често срещани като честотната лента за трифазни двигатели, но могат да бъдат закупени, макар и не във всеки магазин.

Също така обръщайте внимание на факта, че не можете да включите веригата без баласт - изходните клавиши ще се изгарят. Баластът трябва да бъде свързан чрез диод, насочен към анода, към кондензатор на мощния филтър. Ако свържете баласта без диод, клавишите отново ще се провалят.

Ако всичко ви подхожда, можете да започнете да правите дънна платка, и след това на монтажа на цялата верига. Преди сглобяването, уверете се, че таблото е правилно свързано и няма дефекти в нея и че имате всички радиокомпоненти, посочени в диаграмата. Също така не забравяйте да инсталирате IGBT-транзистори на масивен радиатор и да ги изолирате от тях с помощта на термични тампони и изолационни шайби.

След сглобяването на частотник можете да започнете да го проверявате. В идеалния случай трябва да има функционална: бутон «S1» - стартиране, всеки следващ натиснете добавя известна (променен чрез редактиране на скица) брой oborotov- «S2» - същото като «S1», само кара мотора да се върти в обратната посока чрез прилагане на «S3» бутон - да спре, когато се натисне мотора е по инерция.

Обърнете внимание, че обратното се извършва чрез пълно спиране на двигателя, когато се опитвате да промените посоката на въртене на работещия двигател, той незабавно ще спре и клавишите за захранване ще изгорят от претоварване. Ако не съжалявате за парите, които трябва да похарчите за подмяната на MOSFETs, можете да използвате тази функция като аварийна спирачка.

Възможни проблеми при проверката

Ако веригата не работи, когато проверите честотната карта или ако тя не работи правилно, тогава сте направили грешка някъде. Изключете хорда от мрежата и проверете правилността инсталирането на компоненти, тяхната експлоатационна годност и липсата на пропуски / затваряния на релсите, където те не трябва да бъдат. След откриването на неизправността, извадете го и проверете отново инвертора. Ако това е добре, продължете към отстраняването на грешки във фърмуера.