Medyo mahirap gumawa ng mga frequency converter gamit ang iyong sariling mga kamay, dahil kailangan mong maging napakahusay sa power electronics at semiconductor na teknolohiya. Ngunit bago mo isipin ang tungkol sa pagdidisenyo ng device na ito, kailangan mong malaman para sa kung anong mga layunin ang ginagamit ng mga ito. Kakailanganin mo ring malaman kung ano ang mga pangunahing bahagi ng mga electronic system na ito.
Ano ang frequency converter?
Alam ng lahat na mayroong alternating current sa network, at mayroon itong tiyak na frequency. Sa Russia, ang pamantayan ay 50 Hertz. Sa ilang bansa sa Kanluran, ang isang bahagyang naiibang pamantayan ay 60 Hertz. Ang pagpapatakbo ng maraming mga aparato ay nakasalalay sa dalas ng kasalukuyang. Ang mga converter ay ginagamit upang paganahin ang mga asynchronous na motor. Mayroong maraming mga dahilan para sa paggamit ng mga elektronikong paraan. Halimbawa, sa industriya, ang mga inverters ay naging laganap, mula nang gamitin itonagbibigay-daan sa iyong alisin ang malalaking mekanismo.
Sa higit pang detalye, maaari mong baguhin ang bilis ng pag-ikot ng belt sa conveyor sa pamamagitan ng paggamit ng gearbox, na nakabatay sa isang uri ng gearbox ng kotse. Bukod dito, maaari itong maging mekanikal (gamit ang ilang mga gears) o CVT. Ngunit mas epektibong baguhin ang mga parameter ng kasalukuyang na nagpapakain sa motor. Ang pag-on sa variable na risistor ay nagbabago sa bilis ng pag-ikot ng conveyor. Bukod dito, maaaring baguhin ang dalas sa isang malawak na hanay.
Ano ang iba pang feature ng mga frequency converter?
Sa karagdagan, ang mga setting ng inverter ay nagbibigay-daan sa de-koryenteng motor na unti-unting makakuha ng bilis sa loob ng ilang segundo. Ang oras ay itinakda ng user sa pamamagitan ng frequency converter function programming. Katulad nito, maaari mong gawin sa oras ng paghinto ng armature ng makina. Binabawasan nito ang pagkarga sa drive, na direktang nakakaapekto sa mapagkukunan nito.
Bukod dito, para sa maliliit na negosyo na walang kakayahang magbigay sa kanilang sarili ng isang three-phase na network, ngunit may pangangailangan para dito, ang paggamit ng mga frequency converter ay isang tunay na panlunas sa lahat. Mayroong maraming mga modelo ng naturang mga aparato na konektado sa isang single-phase alternating kasalukuyang network, at gumagawa sila ng tatlo sa output. Samakatuwid, posibleng magsaksak ng de-kuryenteng motor sa isang regular na saksakan. At sa kasong ito, hindi ito mawawalan ng kapangyarihan, magiging tama ang trabaho nito.
Mga bahagi ng kapangyarihan ng mga nagko-convert
Lahat ng frequency converter ay gumagamit ng malakas na IGBT o MOSFET transistors. Ang mga ito ay perpekto para sa ganitong uri ng trabaho. Ang mga ito ay naka-mount sa magkahiwalay na mga module. Ang paraan ng pag-install na ito ay maaaring mapabuti ang pagganap ng isang elektronikong aparato. Ang mga transistor na ito ay gumagana sa key mode, ang kontrol ay isinasagawa gamit ang isang microprocessor system. Ang katotohanan ay ang lahat ng kontrol ay mababa ang kasalukuyang, ang paglipat ng mataas na boltahe ay hindi kinakailangan. Samakatuwid, ito ay maaaring makamit gamit ang pinakasimpleng microprocessor.
Ang pinakakaraniwang ginagamit na mga espesyal na assemblies ng IR2132 at IR2130 series. Binubuo sila ng anim na driver na kumokontrol sa mga susi. Tatlo ang ginagamit sa ibaba at tatlo sa itaas. Ang pagpupulong na ito ay nagpapahintulot sa iyo na magpatupad ng isang simpleng cascade ng frequency converter. Bilang karagdagan, mayroon itong ilang antas ng proteksyon. Halimbawa, laban sa short circuit at overload. Ang mas detalyadong katangian ng lahat ng elemento ay matatagpuan sa mga manwal. Ngunit lahat ng power element ay may malaking disbentaha - ang mataas na halaga ng mga produkto.
Structural diagram ng converter
Anumang frequency converter para sa isang motor ay may tatlong pangunahing bloke - isang rectifier, mga filter, isang inverter. Ito ay lumiliko na ang AC boltahe ay unang na-convert sa DC, pagkatapos ay na-filter. Pagkatapos ng lahat ng ito, ito ay nababaligtad sa isang variable. Ngunit mayroong isang ikatlong bloke - kontrol ng microprocessor ng inverter. At para maging mas tumpak, makapangyarihang IGBT transistors. Kung nakipag-ayos ka namga frequency converter, pagkatapos ay alam mo na sa front panel mayroon silang ilang mga button para sa programming.
Ang manual ng pagtuturo ng inverter ay gagabay sa iyo kung paano i-set up ang lahat ng mga function. Ito ay isang napaka-kumplikadong bagay, dahil mayroong maraming mga setting kahit na sa pinakasimpleng aparato. Bilang karagdagan sa katotohanan na pinapayagan ka ng elektronikong aparato na baguhin ang dalas ng pag-ikot ng armature ng motor, ayusin ang oras ng pagpabilis at pagbabawas ng bilis, mayroon ding ilang mga antas ng proteksyon. Halimbawa, overcurrent. Sa kaso ng paggamit ng naturang device, hindi na kailangang mag-install ng mga awtomatikong switch.
Rectifier unit
Depende sa layunin ng frequency converter, iba't ibang yugto ng rectifier ang ginagamit. At ang opsyon sa power supply ay maaaring mula sa isang three-phase network, o mula sa isang single-phase one. Ngunit sa output ng inverter, sa anumang kaso, mayroong isang three-phase alternating boltahe. Ngunit upang makontrol ang agos, kailangan muna itong ituwid. Ang bagay ay medyo mahirap kontrolin ang variable - kinakailangan na gumamit ng malalaking rheostat, na hindi masyadong maginhawa. Higit pa rito, ngayon ang panahon ng microelectronics at automation, hindi lamang hindi makatwiran ang paggamit ng mga lumang teknolohiya, ngunit napaka-hindi kumikita.
Ang isang elektronikong aparato na binubuo ng anim na semiconductor diodes ay ginagamit upang itama ang isang three-phase alternating current. Ang mga ito ay inililipat sa isang circuit ng tulay, lumalabas na ang bawat pares ng mga diode ay nagsisilbi upang maitama ang isang yugto. Ang isang pare-parehong boltahe ay lilitaw sa output ng rectifier unit, nitoang halaga ay katumbas ng dumadaloy sa input. Sa yugtong ito, ang lahat ng mga pagbabago ay nakumpleto, walang kontrol sa bloke na ito ay ginanap. Kung sakaling ang kapangyarihan ay ibinibigay mula sa isang single-phase network, ang isang rectifier stage ay sapat kahit na mula sa isang solong diode. Ngunit mas mahusay na gumamit ng bridge circuit na apat.
Filter box
Ginagamit ang module na ito para sa pag-filter ng boltahe ng DC. Ang pinakasimpleng bersyon ng block ay isang inductor na kasama sa puwang ng positibong balikat. Ang isang electrolytic capacitor ay konektado sa pagitan ng mga pole. Mayroon itong isang function - upang mapupuksa ang variable na bahagi. Ang bagay ay ang rectifier ay hindi ganap na mapupuksa ang mga ripples. May nananatiling kaunting AC na maaaring magdulot ng matinding ingay habang tumatakbo.
Upang isaalang-alang ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng bloke ng filter, kinakailangang pag-aralan sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga elemento. Kapag nagpapatakbo sa direktang kasalukuyang mga kondisyon, ang inductance ay pinalitan ng paglaban, ang kapasitor ay pinalitan ng isang bukas na circuit. Ngunit kapag pinalakas ng alternating current, ang kapasidad ay pinalitan ng paglaban. Samakatuwid, ang buong variable na bahagi ay nawawala, dahil ang isang maikling circuit ay nangyayari sa kasong ito. Upang maunawaan ito ay medyo mahirap, kinakailangan upang maunawaan ang mga teoretikal na pundasyon ng electrical engineering. Ngunit hindi magagawa ang 3-phase frequency converter kung wala ito.
Inverter stage
At dito magsisimula ang saya - ang paggamit ng malalakas na IGBT transistor. Ang mga ito ay kinokontrol ng isang microprocessor system, mula saang kalidad ng kanilang paggana ay nakasalalay sa pagpapatakbo ng buong frequency converter. Ang ganitong boltahe converter circuit ay malawakang ginagamit. Sa katunayan, sa tulong ng mga power transistors, ang anumang boltahe ay maaaring baligtad. Sa kabuuan, anim na elemento ang ginagamit sa pinakasimpleng circuit - dalawa para sa bawat yugto. Ang frequency converter ay gumagawa ng 220 volts sa bawat phase na may kinalaman sa zero.
Upang maalis ang paglitaw ng reverse boltahe, kinakailangang gumamit ng semiconductor diodes. Ang mga ito ay konektado sa pagitan ng kolektor at emitter ng power transistors. Ang pamamahala ay isinasagawa sa pasukan ng base. Tulad ng nabanggit kanina, ang mga do-it-yourself frequency converter ay may dalawang transistor para sa bawat yugto sa inverter cascade. I-on ang kanilang mga p-n junctions sa serye. Ang yugto ay tinanggal mula sa gitnang punto ng bawat balikat. Ang mga handa na module ay magagamit para sa pagbebenta, mayroon silang mga lead para sa pagbibigay ng direktang boltahe, pati na rin ang tatlong mga contact para sa pag-alis ng three-phase alternating. Bilang karagdagan, mayroong connector para sa pagkonekta ng microcontroller control system.
Microprocessor control
Ginagamit upang baguhin ang bilis ng motor shaft ng inverter, ang boltahe, na ang default na frequency ay 50Hz, ay maaaring baguhin sa amplitude sa isang malawak na hanay. At mas partikular, mula sa zero hanggang sa dalas na maibibigay ng microprocessor. Ang pangunahing kinakailangan para sa huli ay ang kakayahang kumonekta ng maraming mga aparato. kapag ikawdisenyo ng isang converter, ang boltahe, ang dalas ng kung saan ay binago ng isang variable na pagtutol, ay dapat na kontrolado ng processor. Maingat itong pinili, dapat ay may sapat itong bilang ng I / O port.
Maaari mong gawing kumplikado ng kaunti ang system sa pamamagitan ng pagkonekta ng LCD display sa microcontroller. Ang mataas na pag-render ng kulay ay hindi kinakailangan mula dito, sapat na ang monochrome, tulad ng sa mga simpleng calculator. Ang mga pindutan para sa programming ay konektado din sa mga input-output port. Ito ay kung paano ka makakagawa ng isang simpleng frequency converter. Ang presyo ng lahat ng mga elemento ay hindi hihigit sa dalawang libong rubles. Ngunit ang halaga ng isang inverter na may kapangyarihan na 200-750 watts ay mula 6500 hanggang 12000 rubles. Depende ang lahat sa manufacturer at sa mga kakayahan ng device.
case ng device
Do-it-yourself frequency converter ay dapat may maaasahang pabahay. Hindi lamang kadalian ng paggamit ang nakasalalay dito, kundi pati na rin ang kahusayan. Ang base ay gawa sa aluminyo. Ang dahilan para sa paggamit ng materyal na ito ay ang pangangailangan para sa mataas na kalidad na paglamig. Sa panahon ng operasyon, ang IGBT module ay nagiging napakainit, at ang temperatura ng mga semiconductor diodes ay tumataas din. At hindi mahalaga kung mayroon kang 380 o 220 Volt frequency converter.
Ang natitirang bahagi ng katawan ay gawa sa plastic. Kinakailangan na ang lahat ng mga elemento ng kapangyarihan ay maitago nito, upang walang aksidenteng pakikipag-ugnay sa mga terminal na may mataas na boltahe sa panahon ng operasyon. Sa harap na bahagi, kinakailangan upang magbigay ng isang butas para sa LCD display at mga pindutan. Hiwalay, saisang maginhawang lugar, naka-install ang isang variable na risistor. Kapag nagprograma ng microcontroller, kinakailangang isaalang-alang na binabago ng resistensyang ito ang dalas ng kasalukuyang output.
Heat exchange ng mga elemento ng system
Dapat na bigyan ng espesyal na pansin ang pagkawala ng init. Kung mas malakas ang device na binuo, mas maaasahan ang cooling system. Tulad ng nabanggit sa itaas, ang base ay dapat gawin ng aluminyo. Ang boltahe converter circuit ay dapat magbigay ng proteksyon laban sa overheating. Para sa layuning ito, kinakailangan na mag-drill ng isang butas sa pabahay, ang isang sensor ng temperatura ay naka-mount sa loob nito. Mula dito, ang signal ay pinapakain sa pamamagitan ng isang pagtutugma ng aparato sa microcontroller. Kung ang pinakamataas na temperatura ay lumampas, ang pagkarga ay dapat na idiskonekta. Samakatuwid, naka-off ang power transistor module.
Upang mapabuti ang pagkawala ng init, dapat gumamit ng mga bentilador. Ang kanilang lokasyon ay dapat mapili upang ang daloy ng hangin ay nagpapalamig sa mga palikpik ng radiator ng kaso. Upang madagdagan ang kahusayan ng sistema ng paglamig, dapat mong gamitin ang thermal paste. Mas makatwirang i-on ang mga fan sa oras na simulan ang device. Ngunit posible ring i-program ang controller gamit ang isang signal mula sa isang sensor ng temperatura. Kapag ang temperatura ay umabot sa kalahati ng temperatura kung saan nangyari ang emergency shutdown ng device, mag-o-on ang mga fan.
Circuit board
Bilang isang circuit board, pinakamahusay na gumamit ng mga handa na opsyon. Sa pagbebenta mayroong mga board na may iba't ibang laki na may mga butas sa paligidmaliit na de-latang contact. Ang mga ito ay kolokyal na tinutukoy bilang "isda". Ang tanging bagay na dapat isaalang-alang ay ang posibilidad na palitan ang processor at microcircuits. Para sa layuning ito, kailangan mong gumamit ng mga konektor na ibinebenta sa board. Pinakamabuting gawin ang mga do-it-yourself frequency converter na may inaasahang mabilis na pagpapalit ng mga elemento. Ang IC o controller ay nakasaksak lang sa socket na ito, tulad ng plug sa isang socket.
Mga Konklusyon
Maaari ka ring gumawa ng sarili mong frequency converter. Ang presyo ng mga analogue, tulad ng nalaman namin, ay mas mataas. Bagaman, siyempre, mayroon silang mas maraming pagkakataon. Ngunit sa katunayan, kung titingnan mo nang mas malapit, lumalabas na hindi hihigit sa limang mga pag-andar ang aktwal na ginagamit. Kapag tumatakbo ang drive, kinakailangang baguhin ang bilis ng pag-ikot, pati na rin ayusin ang mga oras ng acceleration at deceleration. Medyo mas madalas, ginagamit ang reverse function at baguhin ang maximum na pinapayagang kasalukuyang.
