Chastotnik per il motore elettrico con le proprie mani: circuito, istruzione e connessione

In questo articolo, prenderemo in considerazione amotore elettrico, il principio del suo funzionamento e i componenti principali. L'enfasi principale sarà posta sulla teoria, in modo da comprendere il principio di funzionamento del convertitore di frequenza e in seguito procedere alla progettazione e produzione con le proprie mani. Ma prima è necessario un breve corso introduttivo, che ti dirà cos'è un chastotnik e per quale scopo è necessario.

Funzioni del convertitore di frequenza

La parte del leone è nel settoremotori asincroni. Ed è sempre stato difficile controllarli, perché hanno una velocità costante del rotore e cambiare la tensione in ingresso è molto difficile, e talvolta persino impossibile. Ma il chastotnik inverte completamente il quadro. E se prima, per cambiare la velocità del trasportatore, ad esempio, si utilizzava una varietà di riduttori, oggi è sufficiente applicare un dispositivo elettronico.

Inoltre, la frequenzasolo la possibilità di modificare i parametri del drive, ma anche diversi gradi di protezione aggiuntivi. Non sono necessari avviatori elettromagnetici e talvolta non è nemmeno necessaria una rete trifase per garantire il normale funzionamento del motore a induzione. Tutte queste funzioni associate alla commutazione e all'accensione dell'unità vengono trasferite al convertitore di frequenza. Permette di cambiare le fasi in uscita, la frequenza della corrente (e quindi la velocità del rotore varia), eseguire la regolazione dell'avviamento e del freno e molte altre funzioni possono essere realizzate. Tutto dipende dal microcontrollore utilizzato nel circuito di controllo.

Principio di funzionamento

Crea un chastotnik per il motore elettricoI diagrammi di cui sono riportati nell'articolo sono abbastanza semplici. Ti permette di convertire una fase in tre. Di conseguenza, diventa possibile utilizzare un motore asincrono nella vita di tutti i giorni. Allo stesso tempo, la sua efficienza e potenza non sono perse. Dopo tutto, sai che quando accendi il motore in una rete con una fase singola, la riduzione di questi parametri quasi raddoppia. E si tratta di diverse trasformazioni della tensione in arrivo all'ingresso del dispositivo.

Il primo è il blocco rettificatore. Maggiori dettagli a riguardo saranno descritti di seguito. Dopo che la tensione rettificata viene filtrata. E una pura corrente continua scorre all'ingresso dell'inverter. Effettua la conversione di una corrente continua in una corrente alternata con il numero richiesto di fasi. Questa cascata può essere soggetta a regolazioni. Consiste di semiconduttori, a cui è collegato un circuito di controllo del microcontrollore. Ma ora su tutti i nodi in modo più dettagliato.

Blocco raddrizzatore

Può essere di due tipi: monofase e trifase. Il primo tipo di raddrizzatore può essere utilizzato in qualsiasi rete. Se hai una trifase, allora è sufficiente connettersi a una. Schema chastotnika per il motore elettrico non è completo senza un raddrizzatore. Poiché esiste una differenza nel numero di fasi, significa che è necessario utilizzare un certo numero di diodi a semiconduttore. Se stiamo parlando di convertitori di frequenza, che vengono alimentati da una fase, è necessario un raddrizzatore di quattro diodi. Sono accesi dal circuito del ponte.

Riduce la differenza tratensioni di ingresso e di uscita. Certo, puoi usare lo schema a semionda, ma è inefficiente, c'è un gran numero di oscillazioni. Ma se stiamo parlando di una connessione trifase, allora è necessario utilizzare sei semiconduttori nel circuito. Esattamente lo stesso schema nel raddrizzatore del generatore automobilistico, non ci sono differenze. L'unica cosa che può essere aggiunta qui sono tre diodi aggiuntivi progettati per proteggere dalla tensione inversa.

Elementi filtranti

Dopo che il raddrizzatore è un filtro. Il suo scopo principale è quello di tagliare l'intera componente variabile della corrente raddrizzata. Per un'immagine più chiara, è necessario creare uno schema di sostituzione. Quindi, più passa attraverso la bobina. E poi tra il più e il meno è incluso il condensatore elettrolitico. Eccolo, e interessante nel modello di sostituzione. Se la bobina viene sostituita dalla reattanza, il condensatore in presenza di una corrente diversa può essere un conduttore o un'interruzione.

Come affermato, nel raddrizzatore di uscitacorrente continua E quando viene alimentato a un condensatore elettrolitico, non succede nulla, poiché quest'ultimo è un circuito aperto. Ma c'è una piccola variabile nella corrente. E se la corrente alternata scorre, allora nel circuito equivalente il condensatore diventa un conduttore. Di conseguenza, vi è una chiusura di più a meno. Queste conclusioni sono fatte secondo le leggi di Kirchhoff, che sono fondamentali nell'ingegneria elettrica.

Inverter transistor di potenza

E ora siamo arrivati ​​al nodo più importante -transistor a cascata. Hanno realizzato un convertitore - convertitore DC / AC. Se si crea un chastotnik per un motore elettrico autonomamente, si consiglia di utilizzare i gruppi di transistor IGBT, che possono essere trovati in qualsiasi negozio di componenti radio. Inoltre, il costo di tutti i componenti per la produzione di Chastotnik sarà dieci volte inferiore al prezzo del prodotto finito, anche della produzione cinese.

Per ogni fase vengono utilizzati due transistor. Sono inclusi tra il più e il meno, come illustrato nel diagramma riportato nell'articolo. Ma ogni transistor ha una caratteristica speciale: l'uscita di controllo. A seconda del segnale che gli viene inviato, cambiano le proprietà dell'elemento semiconduttore. Inoltre, può essere fatto utilizzando la commutazione manuale (ad esempio, utilizzando diversi microinterruttori per applicare la tensione ai terminali di controllo necessari) e automaticamente. Questo è l'ultimo e sarà discusso ulteriormente.

Schema di controllo

E se la connessione dell'inverter aè semplice creare un motore elettrico, basta solo collegare le conclusioni corrispondenti, quindi tutto è molto più complicato con il circuito di controllo. Il fatto è che è necessario programmare il dispositivo per ottenere il massimo da esso. Al centro c'è un microcontrollore, collega lettori e attuatori. Pertanto, è necessario disporre di trasformatori di corrente che monitoreranno costantemente la potenza assorbita dall'unità. E in caso di eccesso dovrebbe accadere chastotnik.

Collegamento del circuito di controllo

Inoltre, viene fornita la protezione da surriscaldamento. L'uscita del microcontrollore che utilizza un dispositivo di corrispondenza (assieme Darlington) è collegata ai terminali di controllo dei transistor IGBT. Inoltre, è necessario monitorare visivamente i parametri, quindi è necessario includere nel display LED dello schema. I lettori devono aggiungere pulsanti che consentono il passaggio da una modalità di programmazione all'altra, oltre a una resistenza variabile, ruotandola cambia la velocità di rotazione del rotore del motore elettrico.

conclusione

Va notato che puoi fareChastotnik per un motore elettrico, il prezzo del prodotto finito inizia da 5.000 rubli. E questo è per i motori elettrici la cui potenza non supera 0,75 kW. Se è necessario gestire un'unità più potente, è necessario uno più costoso. Per l'uso nella vita di tutti i giorni è sufficiente schema, discusso di seguito. La ragione: non c'è bisogno di un gran numero di funzioni e impostazioni, la cosa più importante è la possibilità di cambiare la velocità del rotore.