Από αυτό το άρθρο θα μάθετε τι είναι ένας μετατροπέας συχνότητας για έναν ηλεκτροκινητήρα, εξετάστε το κύκλωμά του, την αρχή λειτουργίας και επίσης θα μάθετε για τις ρυθμίσεις των βιομηχανικών σχεδίων. Η κύρια εστίαση θα είναι στην κατασκευή ενός μετατροπέα συχνότητας με τα χέρια σας. Φυσικά, για αυτό θα χρειαστεί να έχετε τουλάχιστον μια γενική ιδέα της τεχνολογίας αγωγών. Είναι απαραίτητο να ξεκινήσετε με τον σκοπό για τον οποίο χρησιμοποιούνται οι μετατροπείς συχνότητας.
Όταν προκύψει ανάγκη για το IF
Οι σύγχρονοι μετατροπείς συχνότητας είναι συσκευές υψηλής τεχνολογίας που αποτελούνται από στοιχεία που βασίζονται σε ημιαγωγούς. Επιπλέον, υπάρχει ένα ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου που βασίζεται σε μικροελεγκτή. Με τη βοήθειά του ελέγχονται όλες οι πιο σημαντικές παράμετροι του ηλεκτροκινητήρα. Συγκεκριμένα, με τη βοήθεια ενός μετατροπέα συχνότητας, είναι δυνατή η αλλαγή της ταχύτητας περιστροφής του ηλεκτροκινητήρα. Υπάρχει μια ιδέα να αγοράσετε έναν μετατροπέα συχνότηταςηλεκτρικός κινητήρας. Η τιμή μιας τέτοιας συσκευής για κινητήρες με ισχύ 0,75 kW θα είναι περίπου 5-7 χιλιάδες ρούβλια.
Αξίζει να σημειωθεί ότι μπορείτε να αλλάξετε την ταχύτητα περιστροφής χρησιμοποιώντας ένα κιβώτιο ταχυτήτων κατασκευασμένο με βάση έναν μεταβλητό ή έναν τύπο γραναζιού. Αλλά τέτοια σχέδια είναι πολύ μεγάλα, δεν είναι πάντα δυνατή η χρήση τους. Επιπλέον, τέτοιοι μηχανισμοί πρέπει να συντηρούνται έγκαιρα και η αξιοπιστία τους είναι εξαιρετικά χαμηλή. Η χρήση ενός μετατροπέα συχνότητας σάς επιτρέπει να μειώσετε το κόστος συντήρησης μιας ηλεκτρικής μονάδας, καθώς και να αυξήσετε τις δυνατότητές της.
Τα κύρια στοιχεία του μετατροπέα συχνότητας
Οποιοσδήποτε μετατροπέας συχνότητας αποτελείται από τέσσερις κύριες μονάδες:
- Μονάδα ανορθωτή.
- Συσκευές φιλτραρίσματος DC.
- Συγκρότημα μετατροπέα.
- Σύστημα ελέγχου μικροεπεξεργαστή.
Όλα είναι διασυνδεδεμένα και η μονάδα ελέγχου ελέγχει τη λειτουργία του σταδίου εξόδου - του μετατροπέα. Με τη βοήθειά του αλλάζουν τα χαρακτηριστικά εξόδου του εναλλασσόμενου ρεύματος.
Θα περιγραφεί λεπτομερώς παρακάτω, δίνεται ένα διάγραμμα. Ο μετατροπέας συχνότητας για τον ηλεκτροκινητήρα έχει πολλά ακόμη χαρακτηριστικά. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η συσκευή περιλαμβάνει πολλά επίπεδα προστασίας, τα οποία ελέγχονται επίσης από μια συσκευή μικροελεγκτή. Συγκεκριμένα, πραγματοποιείται ο έλεγχος θερμοκρασίας των στοιχείων ημιαγωγών ισχύος. Επιπλέον, υπάρχει λειτουργία προστασίας από βραχυκύκλωμα και υπερένταση. ΣυχνότηταΟ μετατροπέας πρέπει να συνδεθεί στο δίκτυο τροφοδοσίας μέσω προστατευτικών διατάξεων. Δεν υπάρχει ανάγκη για μαγνητικό εκκινητή.
Ανορθωτής μετατροπέα συχνότητας
Αυτή είναι η πρώτη μονάδα που διέρχεται ρεύμα. Με τη βοήθειά του, το εναλλασσόμενο ρεύμα διορθώνεται - μετατρέπεται σε συνεχές ρεύμα. Αυτό συμβαίνει λόγω της χρήσης στοιχείων όπως οι διόδους ημιαγωγών. Τώρα όμως αξίζει να αναφέρουμε ένα μικρό χαρακτηριστικό. Γνωρίζετε ότι οι περισσότεροι επαγωγικοί κινητήρες τροφοδοτούνται από ένα τριφασικό δίκτυο AC. Αλλά αυτό δεν είναι διαθέσιμο παντού. Φυσικά, οι μεγάλες επιχειρήσεις το έχουν, αλλά σπάνια χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή, καθώς είναι ευκολότερο να πραγματοποιηθεί μονοφασική. Ναι, και λαμβάνοντας υπόψη την ηλεκτρική ενέργεια, τα πράγματα είναι πιο εύκολα.
Και οι μετατροπείς συχνότητας μπορούν να τροφοδοτηθούν τόσο από τριφασικό όσο και από μονοφασικό δίκτυο. Ποιά είναι η διαφορά? Και είναι ασήμαντο, στο σχεδιασμό χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι ανορθωτών. Εάν μιλάμε για έναν μονοφασικό μετατροπέα συχνότητας για έναν ηλεκτρικό κινητήρα, τότε είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε ένα κύκλωμα σε τέσσερις διόδους ημιαγωγών που συνδέονται σε έναν τύπο γέφυρας. Αλλά εάν υπάρχει ανάγκη για τροφοδοσία από ένα τριφασικό δίκτυο, θα πρέπει να επιλέξετε ένα διαφορετικό κύκλωμα, που αποτελείται από έξι διόδους ημιαγωγών. Δύο στοιχεία σε κάθε βραχίονα, ως αποτέλεσμα θα έχετε ανόρθωση AC. Η έξοδος θα δείχνει συν και πλην.
Φίλτρο τάσης συνεχούς ρεύματος
Στην έξοδοανορθωτή, έχετε σταθερή τάση, αλλά έχει μεγάλους κυματισμούς, η μεταβλητή συνιστώσα εξακολουθεί να γλιστρά. Για να εξομαλύνετε όλες αυτές τις "τραχύτητες" του ρεύματος, θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε τουλάχιστον δύο στοιχεία - έναν επαγωγέα και έναν ηλεκτρολυτικό πυκνωτή. Αλλά όλα πρέπει να ειπωθούν με περισσότερες λεπτομέρειες.
Το πηνίο έχει μεγάλο αριθμό στροφών, έχει κάποια αντίσταση, η οποία σας επιτρέπει να εξομαλύνετε ελαφρώς την κυματισμό του ρεύματος που ρέει μέσα από αυτό. Το δεύτερο στοιχείο είναι ένας πυκνωτής που συνδέεται μεταξύ δύο πόλων. Έχει μερικές πραγματικά ενδιαφέρουσες ιδιότητες. Όταν ρέει ένα συνεχές ρεύμα, σύμφωνα με το νόμο του Kirchhoff, πρέπει να αντικατασταθεί από ένα διάλειμμα, δηλαδή, δεν υπάρχει, όπως ήταν, τίποτα μεταξύ συν και πλην. Αλλά όταν ρέει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα, είναι ένας αγωγός, ένα κομμάτι σύρματος χωρίς αντίσταση. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το συνεχές ρεύμα ρέει, αλλά υπάρχει ένα μικρό ποσοστό εναλλασσόμενου ρεύματος σε αυτό. Και κλείνει, με αποτέλεσμα απλά να εξαφανίζεται.
Μονάδα μετατροπέα
Η διάταξη του μετατροπέα είναι, για την ακρίβεια, η πιο σημαντική σε ολόκληρο τον σχεδιασμό. Χρησιμοποιείται για την αλλαγή των παραμέτρων του ρεύματος εξόδου. Ειδικότερα, η συχνότητα, η τάση του κλπ. Ο μετατροπέας αποτελείται από έξι ελεγχόμενα τρανζίστορ. Για κάθε φάση, δύο στοιχεία ημιαγωγών. Αξίζει να σημειωθεί ότι στο στάδιο του μετατροπέα χρησιμοποιούνται σύγχρονα συγκροτήματα τρανζίστορ IGBT. Ακόμη και ο οικιακός, ακόμη και ο μετατροπέας συχνότητας Delta, ο πιο οικονομικός και οικονομικός σήμερα, αποτελείται από τους ίδιους κόμβους. Οι δυνατότητες είναι απλώς διαφορετικές.
Έχουν τρεις εισόδους, τον ίδιο αριθμό εξόδων, καθώς και έξι σημεία σύνδεσης με τη συσκευή ελέγχου. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι στην ανεξάρτητη κατασκευή ενός μετατροπέα συχνότητας, είναι απαραίτητο να επιλέξετε ένα συγκρότημα ανάλογα με την ισχύ. Επομένως, πρέπει να αποφασίσετε αμέσως ποιος τύπος κινητήρα θα συνδεθεί στον μετατροπέα συχνότητας.
Σύστημα ελέγχου μικροεπεξεργαστή
Με την αυτοπαραγωγή, είναι απίθανο να επιτευχθούν οι ίδιες παραμέτρους που έχουν τα βιομηχανικά σχέδια. Ο λόγος για αυτό δεν έγκειται καθόλου στο γεγονός ότι τα κατασκευασμένα συγκροτήματα τρανζίστορ ισχύος είναι αναποτελεσματικά. Το γεγονός είναι ότι στο σπίτι είναι αρκετά δύσκολο να φτιάξεις μια μονάδα ελέγχου. Φυσικά, δεν πρόκειται για στοιχεία συγκόλλησης, αλλά για προγραμματισμό μιας συσκευής μικροελεγκτή. Η πιο εύκολη επιλογή είναι να φτιάξετε μια μονάδα ελέγχου με την οποία μπορείτε να ρυθμίσετε την ταχύτητα περιστροφής, την αντίστροφη, το ρεύμα και την προστασία υπερθέρμανσης.
Για να αλλάξετε την ταχύτητα περιστροφής, πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια μεταβλητή αντίσταση, η οποία είναι συνδεδεμένη στη θύρα εισόδου του μικροελεγκτή. Αυτή είναι μια κύρια συσκευή που στέλνει ένα σήμα στο μικροκύκλωμα. Το τελευταίο αναλύει το επίπεδο αλλαγής τάσης σε σύγκριση με την αναφορά, που είναι 5 V. Το σύστημα ελέγχου λειτουργεί σύμφωνα με έναν συγκεκριμένο αλγόριθμο, ο οποίος είναι γραμμένος πριν από τον προγραμματισμό. Αυστηρά σύμφωνα με αυτό, λαμβάνει χώρα η εργασία του συστήματος μικροεπεξεργαστή. Πολύ δημοφιλείς εταιρικές μονάδες ελέγχουSiemens. Ο μετατροπέας συχνότητας αυτού του κατασκευαστή έχει υψηλή αξιοπιστία, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κάθε τύπο ηλεκτρικής κίνησης.
Πώς να ρυθμίσετε τον μετατροπέα συχνότητας
Σήμερα, υπάρχουν πολλοί κατασκευαστές αυτής της συσκευής. Αλλά ο αλγόριθμος συντονισμού είναι σχεδόν ο ίδιος για όλους. Φυσικά, δεν θα λειτουργήσει ο συντονισμός του μετατροπέα συχνότητας χωρίς ορισμένες γνώσεις. Πρέπει να έχετε δύο πράγματα - εμπειρία στη ρύθμιση και ένα εγχειρίδιο λειτουργίας. Το τελευταίο έχει ένα παράρτημα που περιγράφει όλες τις λειτουργίες που μπορούν να προγραμματιστούν. Υπάρχουν συνήθως πολλά κουμπιά στο περίβλημα του μετατροπέα συχνότητας. Πρέπει να υπάρχουν τουλάχιστον τέσσερα κομμάτια. Δύο προορίζονται για εναλλαγή μεταξύ λειτουργιών, με τη βοήθεια των άλλων, επιλέγονται παράμετροι ή ακυρώνονται τα δεδομένα που έχουν εισαχθεί. Για να μεταβείτε στη λειτουργία προγραμματισμού, πρέπει να πατήσετε ένα συγκεκριμένο κουμπί.
Κάθε μοντέλο μετατροπέα συχνότητας έχει τον δικό του αλγόριθμο για την είσοδο στη λειτουργία προγραμματισμού. Επομένως, είναι αδύνατο να γίνει χωρίς το εγχειρίδιο οδηγιών. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι οι συναρτήσεις χωρίζονται σε πολλές υποομάδες. Και είναι εύκολο να χαθείς μέσα σε αυτά. Προσπαθήστε να μην αλλάξετε τις ρυθμίσεις που ο κατασκευαστής δεν συνιστά να αγγίξετε. Αυτές οι ρυθμίσεις θα πρέπει να αλλάζουν μόνο σε εξαιρετικές περιπτώσεις. Όταν επιλέγετε μια λειτουργία προγραμματισμού, θα δείτε τον αλφαριθμητικό χαρακτηρισμό της στην οθόνη. Καθώς αποκτάτε εμπειρία, ο συντονισμός του μετατροπέα συχνότητας θα σας φαίνεται πολύ απλός.
Συμπεράσματα
Πότελειτουργία, συντήρηση ή κατασκευή του μετατροπέα συχνότητας, πρέπει να τηρούνται όλες οι προφυλάξεις ασφαλείας. Θυμηθείτε ότι η σχεδίαση της συσκευής περιέχει ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές που διατηρούν το φορτίο τους ακόμη και μετά την αποσύνδεση από το δίκτυο AC. Επομένως, πριν από την αποσυναρμολόγηση, είναι απαραίτητο να περιμένετε την εκφόρτιση. Λάβετε υπόψη ότι υπάρχουν στοιχεία στο σχεδιασμό των μετατροπέων συχνότητας που φοβούνται τον στατικό ηλεκτρισμό. Ειδικότερα, αυτό ισχύει για το σύστημα ελέγχου μικροεπεξεργαστή. Επομένως, η συγκόλληση πρέπει να γίνεται με όλες τις προφυλάξεις.
