Questo articolo discuterà il convertitore di frequenza per un motore elettrico, il principio del suo funzionamento ei componenti principali. L'enfasi principale sarà posta sulla teoria, in modo da comprendere il principio di funzionamento del convertitore di frequenza ed essere in grado di progettare e produrre ulteriormente con le proprie mani. Ma prima, hai bisogno di un piccolo corso introduttivo, che ti dirà cos'è un convertitore di frequenza e per quali scopi è necessario.
Funzioni inverter
La parte del leone nel settore è occupata dai motori asincroni. Ed è sempre stato difficile gestirli, dal momento che hanno una velocità del rotore costante, e cambiare la tensione di ingresso risulta essere molto difficile, e talvolta anche impossibile. Ma il convertitore di frequenza cambia completamente l'immagine. E se prima, ad esempio, si utilizzavano vari riduttori per modificare la velocità del trasportatore, oggi è sufficiente utilizzare un dispositivo elettronico.
Inoltre, chastotniki ti consente di ottenere non solo la possibilità di modificare i parametri dell'unità, ma anche diversi gradi di protezione aggiuntivi. Non c'è bisogno di avviatori elettromagnetici, e talvoltanon è nemmeno necessario disporre di una rete trifase per garantire il normale funzionamento di un motore a induzione. Tutti questi compiti associati all'accensione e all'accensione dell'azionamento elettrico vengono trasferiti al convertitore di frequenza. Ti permette di cambiare le fasi in uscita, la frequenza della corrente (e quindi cambia la velocità del rotore), di regolare l'avviamento e il freno, e puoi anche implementare molte altre funzioni. Tutto dipende dal microcontrollore utilizzato nel circuito di controllo.
Principio di funzionamento
Realizzare un convertitore di frequenza per un motore elettrico con le tue mani, il cui diagramma è riportato nell'articolo, è abbastanza semplice. Ti permette di convertire una fase in tre. Pertanto, diventa possibile utilizzare un motore elettrico asincrono nella vita di tutti i giorni. Allo stesso tempo, la sua efficienza e potenza non andranno perse. Dopotutto, sai che quando accendi il motore in una rete con una fase, questi parametri diminuiscono quasi della metà. E si tratta di diverse trasformazioni della tensione fornita all'ingresso del dispositivo.
L'unità raddrizzatore è la prima nello schema. Se ne parlerà più dettagliatamente di seguito. Dopo che la tensione rettificata è stata filtrata. E una corrente continua pulita viene fornita all'ingresso dell'inverter. Converte la corrente continua in corrente alternata con il numero di fasi richiesto. Questa cascata può essere soggetta a modifiche. È costituito da semiconduttori a cui è collegato un circuito di controllo su un microcontrollore. Ma ora su tutti i nodi in modo più dettagliato.
Unità raddrizzatore
Può essere di due tipi: monofase e trifase. Il primo tipo di raddrizzatore può essere utilizzato in qualsiasi rete. Se hai un trifase, è sufficiente collegarlo a uno. Il circuito chastotnik per un motore elettrico non è completo senza un'unità raddrizzatore. Poiché c'è una differenza nel numero di fasi, significa che è necessario utilizzare un certo numero di diodi a semiconduttore. Se parliamo di convertitori di frequenza alimentati da una fase singola, è necessario un raddrizzatore a quattro diodi. Sono collegati.
Ti permette di ridurre la differenza tra il valore della tensione in ingresso e in uscita. Naturalmente può essere utilizzato anche un circuito a semionda, ma è inefficiente e si verifica un gran numero di oscillazioni. Ma se stiamo parlando di una connessione trifase, è necessario utilizzare sei semiconduttori nel circuito. Esattamente lo stesso circuito nel raddrizzatore di un generatore per auto, non ci sono differenze. L'unica cosa che può essere aggiunta qui sono tre diodi aggiuntivi per la protezione dalla tensione inversa.
Filtra elementi
Dopo il raddrizzatore arriva il filtro. Il suo scopo principale è quello di interrompere l'intera componente variabile della corrente raddrizzata. Per un quadro più chiaro, è necessario elaborare un circuito equivalente. Quindi, il vantaggio passa attraverso la bobina. E poi un condensatore elettrolitico è collegato tra più e meno. Questo è ciò che è interessante nel circuito di sostituzione. Se la bobina è sostituita dalla reattanza, il condensatore, se presente,corrente diversa può essere un conduttore o un'interruzione.
Come si è detto, l'uscita del raddrizzatore è in corrente continua. E quando viene applicato a un condensatore elettrolitico, non succede nulla, poiché quest'ultimo è un circuito aperto. Ma c'è una piccola variabile nella corrente. E se scorre una corrente alternata, nel circuito equivalente il condensatore diventa un conduttore. Pertanto, c'è una chiusura da più a meno. Queste conclusioni sono tratte secondo le leggi di Kirchhoff, che sono fondamentali nell'ingegneria elettrica.
Inverter a transistor di potenza
E ora abbiamo raggiunto il nodo più importante: la cascata di transistor. Hanno realizzato un inverter, un convertitore da CC a CA. Se stai realizzando un convertitore di frequenza per un motore elettrico con le tue mani, si consiglia di utilizzare gruppi di transistor IGBT, che puoi trovare in qualsiasi negozio di ricambi radio. Inoltre, il costo di tutti i componenti per la fabbricazione di un convertitore di frequenza sarà dieci volte inferiore al prezzo di un prodotto finito, anche fabbricato in Cina.
Due transistor vengono utilizzati per ciascuna fase. Sono compresi tra più e meno, come mostrato nel diagramma nell'articolo. Ma ogni transistor ha una caratteristica: un'uscita di controllo. A seconda del segnale applicato, le proprietà dell'elemento semiconduttore cambiano. Inoltre, questo può essere fatto sia con l'aiuto della commutazione manuale (ad esempio, applicare tensione alle uscite di controllo necessarie con diversi microinterruttori), sia automatica. Questo è circaquest'ultimo e sarà discusso ulteriormente.
Schema di controllo
E se il collegamento del convertitore di frequenza al motore elettrico è semplice, basta collegare i terminali corrispondenti, allora tutto è molto più complicato con il circuito di controllo. Il fatto è che è necessario programmare il dispositivo per ottenere da esso le massime regolazioni possibili. Al centro c'è un microcontrollore, a cui sono collegati lettori e attuatori. Quindi, è necessario disporre di trasformatori di corrente che monitorino costantemente la potenza consumata dall'azionamento elettrico. E in caso di superamento, spegnere il convertitore di frequenza.
Collegamento del circuito di controllo
Inoltre, viene fornita una protezione contro il surriscaldamento. Le uscite di controllo dei transistor IGBT sono collegate all'uscita del microcontrollore tramite un dispositivo di adattamento (assieme Darlington). Inoltre, è necessario controllare visivamente i parametri, quindi è necessario includere un display a LED nel circuito. Tra i lettori, è necessario aggiungere dei pulsanti che consentano di passare da una modalità di programmazione all' altra, oltre a una resistenza variabile, ruotandola, cambia la velocità di rotazione del rotore del motore elettrico.
Conclusione
Vorrei notare che puoi anche creare il tuo convertitore di frequenza per un motore elettrico, il prezzo del prodotto finito parte da 5000 rubli. E questo per i motori elettrici la cui potenza non supera 0,75 kW. Se hai bisogno di gestire di piùunità potente, avrai bisogno di un chastotnik più costoso. Per l'uso nella vita di tutti i giorni, lo schema discusso di seguito è sufficiente. Il motivo è che 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.
