Честотните преобразуватели го правят сами. Схема и принцип на работа на честотния преобразувател

За първи път асинхронен двигател е използван в края на 19-ти век. Успешното му приложение позволява въвеждането на това оборудване в почти всяка фабрика, фабрика, във всяка индустрия. Въпреки това, беше доста проблематично да се контролира това устройство, особено чрез стартиране и спиране. Основната цел на работа на честотния преобразувател, както и целта на неговото създаване, е необходимостта от устройство, което управлява асинхронен двигател.

Обща информация

Най-добре е да доставяте честотен конвертор PE) устройства, които имат сравнително висока мощност. Основната цел, за която се използва такова оборудване, е да се промени стартовият ток. PE ви позволява да зададете стойността за този параметър, което осигурява по-гладко спиране и стартиране на двигателя.

Може също да се отбележи, че тези две устройства, които работят по двойки, позволяват да се заменят такива устройства като DC електрически задвижвания. От една страна, много лесно е да се регулира скоростта на такава система, но в такава мрежа има слабо място - самият електрически двигател. В DC ​​двигателите това устройство е най-скъпо и ненадеждно. И ако сравните асинхронно оборудване с DC устройство, тогава има ясни предимства: по-просто и по-надеждно устройство; масата, цената и размерите на асинхронното устройство ще бъдат много по-ниски от тези на DC машина със същата мощност.

Какво е честотен конвертор

Трябва да се каже, че текущата стойност може да се регулира ръчно. Това обаче ще отнеме известно време, тъй като човек не може незабавно да реагира на всяка промяна, като машина. И това ще доведе до загуба на определено количество енергия, а енергийният ресурс на двигателя ще се развива по-бързо.

Честотен преобразувател за електрически мотор е практически необходим детайл, тъй като тези устройства, които не са имали ток, имат стойност на тока, която надвишава стойността на номиналното напрежение с 5-7 пъти. Такава разлика няма да позволи създаването на приемливи условия за работа на двигателя.

Принципът на работа на честотния преобразувател се състои в това, че той използва специален електронен механизъм, който контролира работата на асинхронния двигател. Важно е също да се отбележи, че извънредното положение позволява не само да се създаде плавен старт, но и да се избере оптималният индикатор между напрежението и честотата. Тази характеристика се изчислява с помощта на специфична формула.

Основното предимство на използването на честотен преобразувател за двигателя е да се пести електроенергия, чиято стойност достига 50%. Друго важно предимство на PE е възможността да се персонализира работата му, така че тя да е най-подходяща за всяка индустрия. Използването на такова устройство се основава на принципа на действие на двойното преобразуване на напрежението.

Първият етап е регулиране на напрежението, идващо от мрежата. Изправя се и се филтрира. Тези операции се извършват чрез система от кондензатори.

Вторият етап - включването на електронната система за контрол. Този елемент задава текущата стойност, която ще съответства на честотата, както и предварително избрания режим на работа.

Както виждате, принципът на работа на честотния преобразувател е доста прост.

Монтажни материали

Днес разпространението и усъвършенстването на технологиите и оборудването доведе до факта, че с известни познания в областта на електрониката и уменията, е възможно да се сглоби аварийна ситуация за еднофазен двигател със собствена ръка.

За да сглобите това устройство, ще ви трябват материали като:

• трифазен драйвер за мост IR2135 или 2133;
• имате нужда от микроконтролер, който ще се използва като PWM генератор, модел AT90SPWM3B;
• друг важен детайл е програмистът;
• три двойки транзистори;
• индикатор от течни кристали;
• шест бутона за управление на системата.

Сглобяване на устройството

За да започнете, трябва да имате схема на честотен конвертор. С този документ монтажът ще бъде много по-лесен и по-бърз.

Първата стъпка на монтажа е свързването на намотките на двигателя. За да направите това, използвайте опцията за свързване, която се нарича триъгълник в електротехниката.

При сглобяването на честотния преобразувател със собствените си ръце ще бъдат основани две дъски. Един от тях (първият) ще бъде основа за поставянето на такива елементи като захранването, водача, транзисторите. Захранващите терминали също ще бъдат свързани към тази платка. Втората платка е необходима за монтиране на микроконтролера и индикатора. За да свържете тези два елемента един с друг, трябва да използвате гъвкава линия. За да направите импулсен блок, можете да използвате най-простата схема.

За да се контролира работата на двигателя, няма нужда да се добавят външни устройства. Ако все още има такова желание, можете да добавите схемата IL300 към дизайна.

Следващият важен елемент в сглобяването на честотния преобразувател е самият той да бъде общ радиатор. В схемата на тези устройства този елемент се използва за поставяне на транзистори и диоден мост. Една от необходимите стъпки е да се инсталират оптроните OS2-4. Основната цел на тези елементи е дублирането на бутоните за управление.

При производството на честотния преобразувател със собствени ръце за двигател с мощност до 400 W, можете да го направите без термичен сензор. За измерване на напрежението можете да използвате конвенционален усилвател (DA-1-2). Също така е необходимо да се защитят всички бутони за управление. За целта се използват пластмасови тласкачи. Устройството се контролира от оптрони.

Последното нещо, което трябва да направите в производството на честотния преобразувател със собствените си ръце - е да се погрижите за потискане на смущенията. Това трябва да се направи само ако системата използва твърде дълги кабели. Когато роторът на двигателя вече работи, можете да изберете която и да е скорост на въртене, която се намира в честотния диапазон от 1 до 40.

връзка

Събирането на спешни случаи е само половината от битката. Втората половина е правилното свързване на преобразувателя към двигателя. Честотен преобразувател за помпа, работеща чрез използване на асинхронен двигател, може да бъде свързан чрез два метода. Изборът на метод зависи от напрежението на мрежата.

Ако има напрежение 220 V и само една фаза, тогава най-изгодната схема на свързване е триъгълник. Важно е да запомните едно нещо. Изходният ток не може да надвишава номиналната стойност над 50%.

Ако свържете инвертора с 380 V и три фази, тогава за свързване към двигателя е най-добре да се прибегне до такава схема като звезда. За да се опрости максимално този процес, на закупените КП има специални терминали, които имат необходимата маркировка. При домашно приготвяне ще трябва да се справя без него.

Важно е да не забравяме, че във всяка система, създадена или закупена, трябва да има верига с терминал за заземяване.

Поддръжка на устройството

Както бе споменато по-рано, просто събери аварийното и го свържете - малко. Друга важна част, която гарантира дълъг живот на устройството, е поддръжката на устройството. Честотен преобразувател за помпа, двигател или всяко друго устройство трябва да се обслужва добре:

1. Най-ужасният враг на електронното оборудване е прах. Важно е да се гарантира, че тя не се натрупва при вътрешни контакти. За да отстраните тези частици, можете да използвате компресор с ниска мощност. Не е желателно да се използва прахосмукачка, тъй като тя няма да може да отстрани плътния слой прах.
2. Необходимо е редовно да се проверява работата на всички възли. Ако възникнат проблеми, сменете ги незабавно. Нормалният живот на електролитен кондензатор е 5 години, а за предпазител - 10 години. Вентилаторите, работещи вътре в устройството, трябва да се сменят на всеки 2-3 години, вътрешните контури - на всеки 6 години.
3. Много е важно да се следят параметри като температурата на вътрешните елементи, както и напрежението на DC шината. Ако температурата се повиши прекалено много, термичната смазка вероятно ще изсъхне, което ще доведе до повреда на кондензаторите. За да се избегне този проблем, се препоръчва смяна на термичната смазка на всеки три години.
4. Важно е да се спазват следните правила за работа: температура на околния въздух не по-висока от +40 градуса; стаята трябва да е суха, високата влажност е неприемлива; прекомерната запрашеност също ще се отрази неблагоприятно на устройството.

Структурно устройство PE

За да се отговори точно на въпроса как да се направи честотен конвертор, е необходимо да се разбере още една точка. Това е структурно устройство на това устройство.

Тъй като е необходимо да се ориентирате в производството на закупените модели, тогава схемата трябва да бъде подходяща. А това означава, че трябва да работи върху структурата на двойната трансформация. Тази верига има основните части: DC връзка, инвертор на мощностния импулс и система за управление.

Ако разгледаме по-подробно, DC частта се състои от две връзки: един неуправляван изправител и филтър. Именно в този елемент променливото напрежение, което действа в мрежата, ще се преобразува в константа.

Вторият елемент е силов импулсен инвертор. Той е трифазен и се състои от шест транзисторни ключове. Те са предназначени за свързване на съответната намотка на двигателя към всеки от ключовете, както положителни, така и отрицателни. Този елемент е отговорен за преобразуване на входящото DC напрежение в трифазно и променливо. Също така, това устройство задава желаната честота и амплитуда.

Последният елемент е системата за управление. Той използва мощност IGBT транзистори. В сравнение с конвенционалните тиристори, честотата на превключване на транзисторите е по-висока. Това ви позволява да генерирате синусоидален изходен сигнал с минимално изкривяване.

Честотни преобразуватели на микроконтролера

Принципът на работа на такива устройства е следният. Първоначално характеристиките на всички микроконтролери (МК) са конфигурирани да работят във връзка с напрежение 200 V, както и честота на полето 50 Hz. С други думи, те са конфигурирани по подразбиране да работят в тандем с най-примитивния асинхронен 220 V / 50 двигатели Hz. Има и такъв индикатор като скоростта на набиране на честота. По подразбиране тази стойност е зададена на 15 Hz / sec. Това означава, че овърклокът на МК до 50 Hz ще отнеме малко повече от 3 секунди, и например до 150 Hz точно за 10 секунди. Също така е важно да се отбележи, че първоначално PE е скаларно. С други думи, колкото по-висока е изходната честота на двигателя, толкова по-високо ще бъде напрежението.

Ремонт и настройка на устройството

Ремонтът на честотните преобразуватели е неразделна част от работата с тези устройства. Доста често има такъв проблем като отказ на спирачния резистор. Ако това се случи, аварията няма да може да работи с пълен капацитет. За да се установи дали спирачният елемент е пропаднал или не, има таблица, в която са дадени всички номинални стойности за всички типове елементи. Ако след проверка с този документ се оказа, че някой параметър не съвпада, тогава резисторът трябва да се промени.

Възможно е да има и неизправности в случай, че аварийната ситуация е твърде силна или мрежата е твърде слаба за този модел. Тук става дума за принципа на действие на елементите на аварийна ситуация. Той е проектиран да работи при постоянно високо напрежение. Ако параметрите на мрежата не достигнат минималните показатели, необходими за работа, тогава той няма да може да изпълнява функциите си. Като такъв, ремонтът на честотния конвертор не се изисква тук, трябва да закупите по-малко мощно устройство.

Основни показатели на преобразувателите

Основните характеристики на тези устройства включват следното:

• работно напрежение в диапазона от 220 до 480;
• всички модели са защитени от lP54;
• необходимите температурни условия за нормална работа, вариращи от +10 до +40 градуса по Целзий;
• мощност за повечето закупени модели - от 1 kW.

В допълнение, съществуват модели като честотни преобразуватели с две единици, както и разновидности като матрични и векторни устройства. Например, векторният тип е променливият ток PE и напрежението, което се прилага към него, което е необходимо за създаване на желаната амплитуда. Този тип устройство гарантира, че двигателят стартира 2 секунди след началото на аварията. Недостатъкът обаче е, че той е доста скъп и затова популярността му бързо спада.

Много е важно да се отбележи, че изборът само на мощно устройство е погрешен. Изборът трябва да се извърши в съответствие с работните параметри на мрежата. Ако закупите твърде мощен честотен конвертор за електрически мотор, тогава се оказва, че ще има надплащане за оборудването, което ще представлява заплаха, а не ще регулира работата на уреда.