Мога ли да монтирам самите честотни преобразуватели? Принцип на действие и схема на свързване на честотните преобразуватели

Трудно е да се произвеждат честотни преобразуватели от себе си, тъй като е необходимо да се разбере много добре силова електроника и полупроводникова технология. Но преди да помислите за проектирането на това устройство, трябва да разберете за каква цел те се използват. Също така ще трябва да знаете какви са основните компоненти на тези електронни системи.

Какво представлява честотен преобразувател?

Всеки знае, че има променлив ток в мрежата и има определена честота. В Русия стандартът е 50 Hertz. В някои западни страни, малко по-различен стандарт е 60 Hertz. Въз основа на честотата на тока, зависи от работата на много устройства. Преобразувателите се използват за захранване асинхронни двигатели. Има много причини за използването на електронни средства. Например, в индустрията, инвестиционните фондове са широко използвани, тъй като тяхната употреба ви позволява да се отървете от огромни механизми.

Ако в по-големи подробности, след това промяна на скоростта на въртене на колана на конвейера може да бъде с помощта на редуктор, който се основава на някаква кутия скорости на колата. И тя може да бъде механична (с няколко скорости) и вариатор. Но много по-ефективно е промяната в параметрите на тока, който захранва мотора. Завъртете променливия резистор, за да промените скоростта на въртене на конвейера. Честотата може да се промени в широк диапазон.

Какви са качествата на честотните преобразуватели?

В допълнение, настройките на инвертора ви позволяват да постигнете, че електрическият мотор постепенно ще натрупа инерция за няколко секунди. Времето се определя от потребителя чрез програмиране на функциите на честотния преобразувател. По същия начин можете да направите и времето за спиране на моторната арматура. Това ви позволява да намалите натоварването на устройството, което пряко засяга неговия ресурс.

Освен това, за малките предприятия, които нямат възможност да си осигурят трифазна мрежа, но необходимостта от това е налице, използването на честотни преобразуватели е истински панацея. Съществуват много модели на такива устройства, които са свързани към еднофазна променлива мрежа и три са произведени на изхода. Поради това е възможно да включите електрическия мотор в обичайния контакт. И в този случай, той няма да загуби властта, работата му ще бъде вярна.

Мощните компоненти на преобразувателите

Във всички честотни преобразуватели се използват мощни IGBT или MOSFETs. Те са идеални за този вид работа. Те са монтирани в отделни модули. Подобен начин на инсталиране може да подобри ефективността на електронно устройство. Тези транзистори работят в ключов режим, като контролът се извършва с помощта на микропроцесорна система. Факт е, че всички контрол е ниско-ток, високо напрежение превключване не се изисква. Следователно, тя може да бъде осигурена от най-простия микропроцесор.

Най-често използваните специални серии IR2132 и IR2130. Те се състоят от шест шофьори, които контролират ключовете. Три се използват за долната и 3 за горната. Такова устройство прави възможно реализирането на проста каскада от честотен преобразувател. Освен това има няколко степени на защита. Например, от късо съединение и претоварване. По-подробни характеристики на всички елементи могат да бъдат намерени в ръководствата. Но всички енергийни клетки имат огромен недостатък - високата цена на продуктите.

Блокова схема на преобразувателя

който и да е честотен преобразувател за двигателя Състои се от три основни елемента - токоизправител, филтри, инвертор. Оказва се, че променливото напрежение първо се превръща в постоянно напрежение, след което се филтрира. След всичко това се обърна към променливата. Но има и трето устройство - микропроцесорно управление на инвертора. И за да бъдат по-точни, мощни IGBT-транзистори. Ако се случи да се занимавате с freestanders, знаете, че на предния панел те имат няколко бутона за програмиране.

Инструкцията на честотния преобразувател ще ви покаже как да извършите настройките на всички функции. Това е много сложен въпрос, тъй като има доста настройки дори и в най-простото устройство. Освен това, че електронното устройство ви позволява да промените скоростта на въртене на двигателя, да регулирате времето за ускорение и забавяне, има няколко степени на защита. Например при превишаване на тока. Ако се използва такова устройство, няма нужда да се инсталира прекъсвачи.

Блок за изправители

В зависимост от предназначението на честотния преобразувател се използват различни степени на токоизправител. Източник на захранване може да бъде от трифазна мрежа или от еднофазна мрежа. Но на изхода на задвижването във всеки случай има трифазно променливо напрежение. Но за да се проведе текущ контрол, е необходимо първо да се изправи. Работата е, че е доста трудно да се управляват променливи - трябва да използвате големи реостати, което не е много удобно. Освен това, сега времето за микроелектроника и автоматизация, за да приложите остарели технологии, е не само неразумно, но и много нерентабилно.

За коригиране на променлива трифазен ток Използва се електронно устройство, състоящо се от шест полупроводникови диода. Те са включени в мостовата схема, се оказва, че всяка двойка диоди служи за изправяне на една фаза. На изхода на токоизправителния блок се появява постоянно напрежение, неговата стойност е равна на тази, която тече към входа. На този етап всички трансформации са завършени, не се извършва контрол върху този блок. В случай, че захранването се захранва от еднофазна мрежа, достатъчна е и каскада на токоизправител, дори от един диод. Но е по-ефективно да се използва верига от четири.

Филтър блок

Този модул се използва за филтриране на DC напрежението. Най-простата версия на модула е индуктор, включен в прекъсването на плюс-рамото. Един електролитен кондензатор е свързан между полюсите. Тя има една функция - да се отърве от променливия компонент. Въпросът е, че токоизправителят не може напълно да се отърве от пулсации. Остава малък компонент от променливия ток, който може да причини значителни смущения по време на работа.

За да се разгледа принципът на филтърния блок, е необходимо да се извърши анализ чрез заместване на елементите. Когато работите в DC условия, индуктивността се заменя съпротивление, кондензатор същото се заменя с разкъсване на веригата. Но когато се прилага AC захранване, капацитетът се заменя от съпротивление. Следователно, целият променлив компонент изчезва, тъй като в този случай се получава късо съединение. Трудно е да се разбере това, е необходимо да се разберат теоретичните основи на електротехниката. Но честотният преобразувател на 3-та фаза не може да се направи без това.

Инверторна каскада

И тук започва най-интересното - използването на мощни IGBT-транзистори. Те се контролират от микропроцесорна система, работата на целия честотен конвертор зависи от качеството на функционирането им. Такава схема конвертор на напрежение е широко разпространена. Всъщност, използвайки силови транзистори, можете да обърнете всяко напрежение. В най-простата схема се използват шест елемента - по две за всяка фаза. Честотният преобразувател 220 волта произвежда във всяка фаза по отношение на нула.

За да се отървете от възникването на обратно напрежение, е необходимо да се използват полупроводникови диоди. Те се превключват между колектора и емитер на силовите транзистори. Контролът се извършва на входа на базата. Както беше споменато по-горе, честотните преобразуватели, произведени сами по себе си, имат два транзистора на фаза в инверторната каскада. Включете техните p-n-кръстовища в серия. Фазата се премахва от средата на всяко рамо. Готовите модули се продават, те имат терминали за подаване на постоянно напрежение, както и три контакта за премахване на трифазен променлив ток. В допълнение, има съединител за свързване на микроконтролера.

Микропроцесорно управление

Използва се за промяна на скоростта на преобразувателя на вала на двигателя, напрежението, чиято честота е 50 Hz, може да се промени в амплитуда в широк диапазон. И по-специално, от нула до честотата, която микропроцесорът може да осигури. Последното изискване е основно - това е способността да се свързват няколко устройства. Когато конструирате даден преобразувател, напрежението, чиято честота варира в зависимост от променливото съпротивление, трябва да се контролира от процесора. Той е избран внимателно, той трябва да има достатъчен брой входно-изходни портове.

Възможно е системата да се усложни малко, като се свърже LCD дисплей към микроконтролера. Не е необходимо висококачествено оцветяване, достатъчно монохромно, както при обикновените калкулатори. Също така бутоните за програмиране са свързани към I / O портовете. Така можете да направите прост честотен преобразувател. Цената на всички елементи няма да бъде повече от две хиляди рубли. Но цената на един инвертор с мощност от 200-750 вата варира в диапазона от 6500 до 12000 рубли. Това зависи от производителя и възможностите на устройството.

Корпус на устройството

Честотните преобразуватели, произведени от тях сами, трябва да имат надеждно помещение. Това зависи не само от лекотата на използване, но и от ефективността. Основата е изработена от алуминий. Причината за използването на този материал е нуждата от висококачествено охлаждане. При работа IGBT-модулът става много горещ и температурата също се увеличава за полупроводникови диоди. И няма значение, честотният преобразувател е 380 или същият като 220 волта за вас.

Останалата част от тялото е изработена от пластмаса. Необходимо е всички елементи на захранването да са скрити от него, че няма труден контакт на изводите за високо напрежение при работа. В предната част е необходимо да се осигури отвор за LCD дисплея и бутоните. Отделно, на удобно място е монтиран променлив резистор. При програмирането на микроконтролера е необходимо да се има предвид, че това съпротивление променя честотата на изходния ток.

Топлообменни елементи на системата

Особено внимание трябва да се обърне на отстраняването на топлината. Колкото по-мощно е устройството, което се разработва, толкова по-надеждна е охладителната система. Както е споменато по-горе, основата трябва да бъде направена от алуминий. Веригата на преобразувателя на напрежение трябва да осигурява защита срещу прегряване. За тази цел се изисква да се пробие отвор в корпуса, в него да се монтира температурен датчик. От него се предава сигналът съвпадение устройство към микроконтролера. Ако максималната температура е превишена, товарът трябва да се изключи. Следователно мощният транзисторен модул е ​​изключен.

За подобряване на преноса на топлина трябва да се използват вентилатори. Местоположението им трябва да бъде избрано така, че въздушният поток да охлажда перките на радиатора на тялото. За да се увеличи ефективността на охладителната система, е необходимо да се използва термична паста. По-разумно е да включите феновете, когато устройството е стартирано. Но също така е възможно да програмирате контролера, като използвате сигнала от температурния датчик. Когато температурата е равна на половината от тази, при която се извършва аварийно изключване на устройството, вентилаторите са включени.

Монтажна плоча

Като платка е най-добре да използвате готови опции. В продажба има дъски с различни размери с отвори, около които има малки консервирани контакти. В общ смисъл те се наричат ​​"риба". Единственото нещо, което трябва да се вземе под внимание, е възможността за замяна на процесора и чиповете. За тази цел трябва да използвате съединители, които са залепени към дъската. Честотни инвертори със собствени ръце, за да произвеждат най-доброто при изчисляване на бърза смяна на елементите. Един чип или контролер е просто инсталиран в този съединител, като щепсел в изход.

данни

Можете също така да направите сами честотен преобразувател. Цената на аналозите, както разбрахме, е много по-висока. Въпреки, разбира се, те имат повече възможности. Но всъщност, ако погледнете внимателно, се оказва, че всъщност се използват само пет функции. При работа на задвижването е необходимо да се промени скоростта на въртене и да се регулира времето за ускоряване и забавяне. Малко по-малко се използва обратната функция и промените в максимално допустимия ток.