Частотник для электрарухавіка сваімі рукамі: схема, інструкцыя і падлучэнне

У дадзеным артыкуле будзе разгледжаны частотник для электрарухавіка, прынцып яго працы і асноўныя кампаненты. Асноўны ўпор будзе зроблены на тэорыю, каб вы зразумелі прынцып працы частотнага пераўтваральніка і змаглі ў далейшым ажыццявіць праектоўку і выраб сваімі рукамі. Але для пачатку спатрэбіцца невялікі ўводны курс, у якім будзе расказана пра тое, што такое частотник і для якіх мэт ён неабходны.

Функцыі частотнага пераўтваральніка

Ільвіную долю займаюць у прамысловасці асінхронныя рухавікі. І імі кіраваць заўсёды было цяжка, бо яны маюць пастаянную частату кручэння ротара, а змяняць уваходнае напружанне аказваецца вельмі складана, а часам нават немагчыма. Але частотник цалкам змяняе карціну. І калі раней для змены хуткасці руху транспарцёра, напрыклад, выкарыстоўваліся разнастайныя рэдуктары, то сёння дастаткова ўжыць адно электроннае прылада.

Акрамя таго, частотники дазваляюць атрымаць не толькі магчымасць змянення параметраў прывада, але і некалькі дадатковых ступеняў абароны. Адпадае неабходнасць у электрамагнітных пускатель, а часам нават не трэба мець трохфазную сетку для забеспячэння нармальнай працы асінхроннага рухавіка. Усе гэтыя абавязкі, звязаныя з камутацыяй і уключэннем электрапрывада, пераходзяць да частотным пераўтваральніка. Ён дазваляе змяняць фазы на выхадзе, частату току (такім чынам, і хуткасць кручэння ротара змяняецца), праводзіць рэгуляванне запуску і тармажэння, а таксама можна рэалізаваць мноства іншых функцый. Усё залежыць ад мікракантролера, які выкарыстоўваецца ў схеме кіравання.

прынцып дзеяння

Зрабіць частотник для электрарухавіка сваімі рукамі, схема якога прыведзена ў артыкуле, дастаткова проста. Ён дазваляе ажыццявіць пераўтварэнне адной фазы ў тры. Такім чынам, з'яўляецца магчымасць выкарыстоўваць у побыце асінхронны электрарухавік. Пры гэтым не страціцца яго ККД і магутнасць. Бо вы ведаеце, што пры ўключэнні матора у сетку з адной фазай адбываецца памяншэнне гэтых параметраў ледзь не ў два разы. А ўся справа ў некалькіх пераўтварэннях які паступае на ўваход прылады напружання.

Першым па схеме ідзе выпроствальны блок. Больш падрабязна пра яго будзе расказана ніжэй. Пасля выпрастаная напружанне падвяргаецца фільтрацыі. І паступае чысты пастаянны ток на ўваход інвертар. Ён ажыццяўляе пераўтварэнне пастаяннага току ў пераменны з неабходным лікам фаз. Вось гэты каскад можна падвергнуць рэгуляванням. Ён складаецца з паўправаднікоў, да якіх падключана схема кіравання на мікракантролеры. Але цяпер пра ўсе вузлах больш падрабязна.

выпроствальны блок

Ён можа быць двух тыпаў - адно-і трохфазным. Першы выгляд выпрамніка можна выкарыстоўваць у любой сеткі. Калі ў вас трохфазная, то досыць вырабіць падлучэнне да адной. Схема частотника для электрарухавіка не абыходзіцца без выпроствальнага блока. Бо маецца адрозненне па ліку фаз, значыць, неабходна выкарыстоўваць вызначаны лік паўправадніковых дыёдаў. Калі гаворка ідзе аб частотных пераўтваральніках, якія сілкуюцца ад адной фазы, то патрабуецца выпрамнік з чатырох дыёдаў. Яны ўключаюцца па маставой схеме.

Яна дазваляе паменшыць розніцу паміж значэннем напружання на ўваходзе і выхадзе. Вядома, можна выкарыстоўваць і однополупериодную схему, але яна неэфектыўная, узнікае вялікая колькасць ваганняў. Але калі гаворка ідзе пра трохфазным падключэнні, то неабходна ў схеме выкарыстоўваць шэсць паўправаднікоў. Дакладна такая ж схема ў выпрамніка аўтамабільнага генератара, ніякіх адрозненняў няма. Адзінае, што можна сюды дадаць, дык гэта яшчэ тры дадатковых дыёда, прызначаныя для абароны ад зваротнага напругі.

фільтруюць элементы

Пасля выпрамніка ідзе фільтр. Яго асноўнае прызначэнне - гэта адсечка ўсёй зменнай складніку выпрастанай току. Для больш яснай карціны трэба скласці схему замяшчэння. Такім чынам, плюс праходзіць праз катушку. А затым паміж плюсам і мінусам уключаны электралітычнай кандэнсатар. Вось ён вось і цікавы ў схеме замяшчэння. Калі шпулька замяшчаецца рэактыўным супрацівам, то кандэнсатар пры наяўнасці рознага току можа быць альбо правадніком, альбо разрывам.

Як было сказана, у выпрамніка на выхадзе пастаянны ток. А пры падачы яго на электралітычнай кандэнсатар не адбываецца нічога, так як апошні з'яўляецца разрывам ланцуга. Але вось ёсць невялікая пераменная ў току. А калі цячэ пераменны ток, то ў схеме замяшчэння кандэнсатар становіцца правадыром. Такім чынам, адбываецца замыканне плюсу на мінус. Дадзеныя высновы зроблены па законах Кірхгофа, якія з'яўляюцца асноўнымі ў электратэхніцы.

Інвертар на сілавых транзістарах

А вось зараз дабраліся да самага галоўнага вузла - каскаду транзістараў. На іх зроблены інвертар - пераўтваральнік пастаяннага току ў пераменны. Калі вырабляецца частотник для электрарухавіка сваімі рукамі, то рэкамендуецца выкарыстоўваць зборкі IGBT-транзістараў, знайсці іх можна ў любой краме радыёдэталяў. Прычым кошт усіх кампанентаў для вырабу частотника апынецца ў дзесяткі разоў менш, чым кошт гатовага вырабы, нават кітайскай вытворчасці.

Для кожнай фазы выкарыстоўваецца два транзістара. Яны ўключаны паміж плюсам і мінусам, як намалявана на схеме, прыведзенай у артыкуле. Але ёсць у кожнага транзістара асаблівасць - кіраўнік выснова. У залежнасці ад таго, які на яе пададзены сігнал, змяняюцца ўласцівасці паўправадніковага элемента. Прычым можна гэта вырабіць як пры дапамозе ручнога пераключэння (напрыклад, некалькімі микровыключателями падаваць напругу на неабходныя кіраўнікі высновы), так і аўтаматычнага. Вось пра апошні і пойдзе гаворка далей.

схема кіравання

І калі падключэнне частотнага пераўтваральніка да электрарухавіка выканаць проста, дастаткова толькі злучыць адпаведныя высновы, то са схемай кіравання ўсё куды больш складана. Уся справа ў тым, што ўзнікае неабходнасць у праграмаванні прылады, каб дамагчыся максімальна магчымых рэгуляванняў ад яго. У аснове знаходзіцца мікракантролер, да яго вырабляецца падлучэнне счытвальных прылад і выканаўчых. Так, неабходна наяўнасць трансфарматараў току, якія будуць пастаянна сачыць за магутнасцю, спажыванай электрапрывадам. І ў выпадку перавышэння павінна адбыцца адключэнне частотника.

Падключэнне схемы кіравання

Акрамя таго, прадугледжваецца абарона ад перагрэву. На выхад мікракантролера пры дапамозе згодай прылады (зборкі Дарлінгтона) вырабляецца падлучэнне кіраўнікоў высноў IGBT-транзістараў. Акрамя таго, неабходна візуальна кантраляваць параметры, таму трэба ўключыць у схему LED-дысплей. З счытвальных прылад патрабуецца дадаць кнопкі, якія дазволяць перамыкацца паміж рэжымамі праграмавання, а таксама пераменны супраціў, кручэннем яго змяняецца хуткасць кручэння ротара электрарухавіка.

заключэнне

Хочацца адзначыць, што вырабіць можна і самастойна частотник для электрарухавіка, кошт жа гатовага вырабы пачынаецца ад 5000 рублёў. І гэта для электрарухавікоў, магутнасць якіх не перавышае 0,75 кВт. Калі трэба ажыццявіць кіраванне больш магутным прывадам, спатрэбіцца частотник даражэй. Для выкарыстання ў побыце досыць схемы, разгледжанай ніжэй. Прычына - няма неабходнасці ў вялікай колькасці функцый і налад, самае галоўнае - гэта магчымасць змены частоты кручэння ротара.