Могу ли сама склопити фреквентне претвараче? Принцип рада и дијаграм повезивања фреквентних претварача

Прилично је тешко произвести фреквентне претвараче од себе, с обзиром да је неопходно врло добро разумјети моћ електронике и полупроводничке технологије. Али прије размишљања о дизајнирању овог уређаја, морате сазнати за коју сврху се користе. Такође ћете морати знати које су главне компоненте ових електронских система.

Шта је фреквентни претварач?

Сви знају да мрежа има наизменичну струју и има одређену фреквенцију. У Русији, стандард је 50 Хертз. У неким западним земљама, нешто другачији стандард је 60 Хертз. Рад многих уређаја зависи од фреквенције струје. Конвертори се користе за снабдевање асинхроних мотора. Постоји много разлога за коришћење електронских средстава. На примјер, у индустрији, инвертор се широко користи, јер њихова употреба омогућује отклањање огромних механизама.

Ако је детаљније, онда можете променити брзину окретања каиша на транспортеру помоћу мењача, који се заснива на неком врсту кутије брзине аутомобила. И може бити и механичко (користећи неколико брзина) и варијатора. Али много ефикасније је промена у параметрима струје, која храни мотор. Окрените варијабилни отпорник да бисте променили брзину ротације транспортера. И фреквенција се може променити у широком опсегу.

Које су особине фреквентних претварача?

Поред тога, подешавања претварача омогућавају постизање да ће електромотор постепено добити моментум у року од неколико секунди. Време подешава корисник помоћу програмирања функција претварача фреквенције. Слично томе, можете учинити вријеме заустављања мотора арматуре. Ово вам омогућава да смањите оптерећење на уређају, што директно утиче на његов ресурс.

Поред тога, за мала предузећа која немају способност да се осигурају трофазном мрежом, али потреба за њом је доступна, кориштење фреквентних претварача је права панацеа. Постоји много модела таквих уређаја који су повезани на једнофазну мрежу наизменичне струје, а три су произведене на излазу. Стога је могуће укључити електромотор у нормалну утичницу. И у овом случају, неће изгубити моћ, његов рад ће бити тачан.

Енергетске компоненте претварача

У свим фреквентним претварачима користе се моћни ИГБТ или МОСФЕТ. Они су идеални за ову врсту посла. Монтирају се у одвојене модуле. Такав начин инсталације може побољшати перформансе електронског уређаја. Ови транзистори раде у кључном режиму, контрола се врши помоћу микропроцесорског система. Чињеница је да је сва контрола ниске струје, високонапонско пребацивање није потребно. Због тога се може обезбедити помоћу најједноставнијег микропроцесора.

Најчешће се користе специјални склопови серије ИР2132 и ИР2130. Састоји се од шест возача који контролишу кључеве. Три се користе за доњу, а три за горњи. Такав склоп омогућава реализацију једноставне каскаде претварача фреквенције. Поред тога, има неколико степена заштите. На пример, из кратког споја и преоптерећења. Детаљније карактеристике свих елемената можете пронаћи у приручницима. Али све енергетске ћелије имају огроман недостатак - високи трошкови производа.

Блок дијаграм конвертора

Сваки претварач фреквенције за мотор има у свом саставу три главне јединице - исправљач, филтери, претварач. Испоставља се да се наизменични напон прво претвара у константни напон, а затим филтрира. После свега тога, она је обрнута променљивој. Али постоји трећа јединица - микропроцесорска контрола претварача. И да будем прецизнији, моћни ИГБТ-транзистори. Ако се бавите фреквенцијском опсадом, онда знате да на предњој табли имају неколико дугмади за програмирање.

Упутство претварача фреквенције ће вам рећи како да извршите подешавања свих функција. Ово је веома сложена ствар, пошто има доста подешавања чак и на најједноставнијем уређају. Поред тога, електронски уређај вам омогућава да промените брзину ротације мотора, прилагодите време убрзања и успоравања, постоје неколико степена заштите. На пример, при прекорачењу струје. Ако се користи такав уређај, нема потребе за инсталирањем прекидача.

Блок исправљача

У зависности од намене претварача фреквенција, користе се различите фазе исправљача. Варијанта напајања може бити или из трофазне мреже или из једне фазе мреже. Али на излазу из претварача у сваком случају је трофазни алтернативни напон. Међутим, да би се извршила тренутна контрола, потребно је прво исправити. Ствар је у томе што је прилично тешко управљати варијаблама - потребно је користити велике реостате, што није баш згодно. Штавише, сада време микроелектронике и аутоматизације, да се примене застареле технологије није само неразумно, већ и веома непрофитабилно.

Да би се исправила измењена трофазна струја користи се електронски уређај који се састоји од шест полупроводничких диода. Они су укључени у склоп мостова, испоставља се да сваки пар диода служи за исправљање једне фазе. На излазу из исправљачке јединице постоји константан напон, његова вриједност је једнака оној која прелази на улаз. У овој фази, све трансформације су завршене, нема контроле над овим блоком. У случају да се напајање напаја из једне фазе, довољна је каскада исправљача, чак и са једне диоде. Али ефикасније је коришћење четири моста.

Филтер јединица

Овај модул се користи за филтрирање ДЦ напона. Најједноставнија верзија јединице је индуктор, укључен у паузу руке плус. Између полова укључен је електролитички кондензатор. Има једну функцију - да се ослободи варијабле компоненте. Ствар је у томе што исправљач не може у потпуности да се отараси пулсације. Остаје мала компонента измењиве струје, која може дати значајне сметње у току рада.

Да би се узело у обзир принцип филтера, неопходно је извршити анализу заменом елемената. Код рада под ДЦ условима, индуктивност се замењује отпорношћу, кондензатор се замењује прекидом у кругу. Али када се примени напајање наизменичном струјом, капацитивност се замењује отпорношћу. Сходно томе, цела варијабилна компонента нестаје, пошто у овом случају дође до кратког споја. Тешко је разумјети ово, неопходно је разумјети теоријске основе електротехнике. Међутим, фреквентни претварач 3 фазе се не може учинити без овога.

Инверзорска каскада

А овде почиње најинтересантније - кориштење моћних ИГБТ-транзистора. Контролише их микропроцесорски систем, перформансе читавог фреквентног претварача зависе од квалитета њиховог функционисања. Такав круг конвертера напона је широко употребљен. Заправо, помоћу транзистора моћи можете инвертирати било који напон. Укупно се користи шест најважнијих елемената - по две за сваку фазу. Фреквентни претварач 220 волти производи у свакој фази у односу на нулу.

Да би се ослободили појављивања реверзног напона, потребно је користити полупроводничке диоде. Оне се пребацују између колектора и емитера транзистора снаге. Контрола се врши на улазу базе. Као што је већ речено, фреквентни претварачи, произведени сами по себи, имају два транзистора по фази у каскади инвертора. Укључите своје пн-кругове у серију. Средња фаза сваког рамена се уклања. У продаји су готов производни модули, они имају прикључке за напајање једносмерног напона, као и три контакта за уклањање трофазне изменичне струје. Поред тога, постоји и прикључак за повезивање контролног система микроконтролера.

Контрола микропроцесора

Користе се за промену брзине конвертора брзине мотора, напон чија је основна фреквенција 50 Хз, може се променити амплитудом у широком опсегу. Конкретније, од нуле до фреквенције коју микропроцесор може да обезбеди. Последњи захтев је главни - могуће је повезати више уређаја. Када дизајнирате претварач, напон чија фреквенција варира са променљивом отпорношћу мора да контролише процесор. Одабрано је пажљиво, мора имати довољан број улазно-излазних портова.

Могуће је мало компликовати систем повезивањем ЛЦД екрана на микроконтролер. Не захтева високу боју, довољно монохроматску, као у једноставним калкулатором. Тастери за програмирање су такође повезани са И / О портовима. Тако можете направити једноставни претварач фреквенције. Цена свих елемената неће бити више од две хиљаде рубаља. Али цена претварача снаге 200-750 ваттс варира у распону од 6500 до 12000 рубаља. То зависи од произвођача и могућности уређаја.

Кућиште за уређај

Фреквентни претварачи, произведени сами, морају имати поуздано кућиште. То зависи не само од једноставне употребе, већ и од ефикасности. База је израђена од алуминијума. Разлог за коришћење овог материјала је потреба за висококвалитетним хлађењем. У раду, ИГБТ-модул постаје веома вруће, а температура се повећава и за полупроводничке диоде. И стварно није важно ако је фреквентни претварач 380 или имате 220 волти.

Остатак тела је направљен од пластике. Неопходно је да сви елементи снаге буду сакривени, тако да не постоји случајан контакт високонапонских прикључака током рада. У предњем дијелу, потребно је обезбедити рупу за ЛЦД екран и дугмад. Одвојено, на погодном месту, постављен је варијабилни отпорник. Када програмирате микроконтролер, потребно је узети у обзир да овај отпор мења фреквенцију излазне струје.

Елементи за размену топлоте система

Посебну пажњу треба посветити уклањању топлоте. Што је моћнији уређај који се развија, поузданији систем за хлађење би требао бити. Као што је већ речено, подлога мора бити израђена од алуминијума. Коло претварача напона мора обезбедити заштиту од прегревања. У ту сврху, потребно је бушити рупу у кућишту, уграђен је сензор температуре. Уз то, сигнал се напаја преко одговарајућег уређаја на микроконтролер. Ако је максимална температура прекорачена, оптерећење мора бити прекинуто. Сходно томе, модул транзистора за напајање је искључен.

Да би се побољшао пренос топлоте, морају се користити вентилатори. Њихова локација би требало изабрати тако да проток ваздуха хлади ребра хладњака тела. Да би се повећала ефикасност система хлађења, потребно је користити термичку пасту. Више је разумно укључити вентилаторе када се уређај покреће. Али такође је могуће програмирати регулатор користећи сигнал од сензора температуре. Када се достигне температура једнака пола од оне на којој се уређај случајно искључује, вентилатори су укључени.

Монтажна плоча

Као плочу са плочама најбоље је користити готову опцију. У продаји су плоче различитих величина са отворима око којих постоје мале конзервиране контакте. У заједничком говору називају се "риба". Једино што треба узети у обзир је могућност замјене процесора и чипова. У ту сврху, морате користити конекторе који се спајају на плочу. Фреквентни претварачи с властитим рукама, како би произвели најбоље помоћу израчунавања брзих замјена елемената. Чип или контролер се једноставно инсталира у овај конектор, као утикач у утичницу.

Закључци

Такође можете сами да претворите фреквентни претварач. Цена аналога, као што смо сазнали, много је већа. Иако, наравно, имају више могућности. Али у пракси, ако пажљиво погледате, испоставило се да се само пет функција заправо користи. Када се погон ради, неопходно је променити брзину ротације, а такође и да подеси време убрзања и успоравања. Нешто мање користи се обрнута функција и промене у максимално дозвољеној струји.