Трехфазный инвертор своими руками: Частотный преобразователь: полный обзор функций частотника

Содержание

Частотный преобразователь: полный обзор функций частотника

Преобразователем частоты именуют статическую преобразовательную конструкцию, используемую с целью регуляции скорости вращения асинхронного электрического двигателя. Устройства данного типа, работающие на переменном токе, гораздо проще сконструированы, и их легче эксплуатировать в сравнении с двигателями, использующими постоянный ток. Это способствует популяризации асинхронного электродвигателя.

Преобразователь частоты обеспечивает плавность пуска и остановки электрического двигателя. Наиболее уместно его использование для крупного электродвигателя с большой мощностью.

Кроме частотного преобразователя для регуляции вращательной скорости могут применяться: механические вариаторы, гидравлические муфты и т. д. Однако, такие компоненты имеют ряд недостатков:

Низкий уровень качества;
Сложная конструкция;
Высокая себестоимость;
Узкий диапазон вариантов рабочей частоты.

Частотный преобразователь для электродвигателя, регулирующий уровень напряжения питающего тока и его частоту, по данным пунктам явно отличается в лучшую сторону. Как результат, КПД преобразования стремится к ста процентам при достаточно низкой угрозе поломок.

Классификация преобразователей частоты

Согласно типу питающего напряжения необходимого для работы частотного преобразователя, существуют устройства следующих групп:

Однофазные;
Трёхфазные;
Высоковольтные.

Преобразователь может быть подключён к электродвигателям следующих типов:

Однофазным, имеющим расщеплённые полюса, и однофазным конденсаторным;
Трёхфазным, асинхронного типа, работающим с использованием переменного тока.
Оснащённых постоянными магнитами.

Существует несколько сфер использования частотного преобразователя:

Общепромышленная;
Векторное преобразование частоты;
Механизмы с насосно-вентиляторным типом нагрузки;
Преобразователи частоты в кранах и иных подъёмных механизмах;

Также существуют взрывозащищённые преобразователи, ориентированные на тяжёлые условия эксплуатации, и децентрализованные модели, которые устанавливаются прямо на базе асинхронного электродвигателя.

Особенности устройства преобразователя частоты

Типичная схема, свойственная частотному преобразователю, основана на построении двойного преобразования. Это означает, что устройство состоит из:

Звена постоянного тока, также сформированного из неуправляемого выпрямителя и фильтра;
Силового импульсного инвентора;
Системы управления.

Первый компонент отвечает за преобразование переменного сетевого напряжения в постоянное. После неуправляемого выпрямителя движения тока происходит через транзисторные ключи, обеспечивающие подключение обмотки асинхронного двигателя к положительным и отрицательным выводам звена постоянного тока. Эти транзисторы вместе называются силовым импульсным инвентором. Трёхфазный инвентор, состоящий из шести, осуществляет преобразование выпрямленного напряжения соответственно в трёхфазное переменное значение необходимой частоты и амплитуды, передаваемое на обмотку статора электрического двигателя.

Для компоновки импульсного инвентора предпочтительно использование IGBT-транзисторов (биполярные, имеют затвор), поскольку они являются обладателями достаточно высокой частоты переключения. Это позволяет формировать на выходе синусоидальный сигнал с минимальными искажениями.

Принципы функционирования частотного преобразователя

Регуляция пускового тока может осуществляться вручную, но это увеличивает затраты электропотребления и снижает срок эксплуатации асинхронного двигателя. Обычно без преобразователя напряжения показания до семи раз превышают значение номинала. Определённо, это не самые лучшие условия для эксплуатации.

Принцип работы преобразователей частоты связан со спецификой действия асинхронного электродвигателя. У двигателя подобного вида наблюдается зависимость между вращательной частотой магнитного поля и частотой напряжения питающего тока. В данном моменте и заключается смысл методики частотного управления. Изменяемая преобразователем входная частота напряжения отвечает за регуляцию частоты вращения. Таким образом, диапазон значений выходного напряжения весьма широк.

По принципу работы силового элемента частотные преобразователи можно отнести к следующим категориям:

Конструкции, имеющие выраженный промежуточный неуправляемый выпрямитель.
Конструкции, имеющие непосредственную связь (без промежуточного звена).

Частотники второго типа появились гораздо раньше, в них силовой компонент представлен управляемым выпрямителем, сконструированным из тиристоров. Формирование выходного сигнала происходит при поочерёдном отпирании тиристоров управляющим узлом. На сегодняшний день такие приборы потеряли свою актуальность.

Что касается частотного преобразователя первого типа, то он примечателен тем, что его можно запитать через внешнее звено постоянного тока. Сам частотник при этом защищается предохранителем быстрого действия. Однако, это делает нежелательным применение контакторов, поскольку данная разновидность коммутации провоцирует возникновение повышенного зарядного тока и выгорание предохранителей.

Работа частотного преобразователя связана с принципом двойного преобразования напряжения:

Регуляция сетевого напряжения через выпрямление и фильтрование (для этого используются конденсаторные системы).
Задействуется электронное управление, устанавливающее заблаговременно выбранную частоту тока.
Происходит образование прямоугольных импульсов, корректируемых при помощи обмотки статора. В результате они преобразуются в синусоиду.

Содержание двух принципов управления преобразователем частоты

Существует диада основных принципов регуляции частотных преобразователей:

Принцип скалярного управления.

Преобразователи частоты управляемые по данному принципу имеют низкую себестоимость. Часто применяются в приводах устройств, где степень частоты вращения может регулироваться в соотношении 1:40. Это позволяет адекватно управлять работой насосов, компрессоров, вентиляторов. К тому скалярный метод позволяет осуществлять регуляцию работы сразу нескольких электродвигателей.

Векторный принцип.

Имеют максимальное совпадение характеристик асинхронных электроприводов с параметрами приводов ПТ. Этому способствует разделение регуляционных каналов, связанных с потокосцеплением и вращательной скоростью асинхронного двигателя. Частотники, работающие в рамках данной системы управления, более дорогие по цене и применяются в устройствах требующих высокоточного регулирования скорости: станках, лифтах, кранах.

Как и где следует применять частотный преобразователь

Частотный преобразователь позволяет регулировать скорость действия следующих механизмов:

Насосов, перекачивающих горячую или холодную воду по системе водоснабжения и обогрева;
Вспомогательных агрегатов котельных, тепловых электростанций, ТЭЦ и т.д.;
Дробилках, мельницах, мешалках;
Песковых и пульповых насосов, используемых на обогатительных фабриках;
Лифтовых установок;
Разнотипных центрифуг;
Производственных линий, создающих ленточные материалы;
Кранового и эскалаторного оборудования;
Устройств, обеспечивающих силовые манипуляции;
Приводов на буровых станках, специализированных приборов и так далее.

Наиболее очевидна польза частотных преобразователей с точки зрения экономии:

Оптимальный уровень КПД позволяет вдвое экономить электроэнергию.
Количество и качество конечного продукта в производственной значительно возрастает.
Комплектующие механизма меньше изнашиваются;
Общая длительность эксплуатации оборудования также возрастает.

Как итог, частотный преобразователь отвечает за эффективность и продуктивность функционирования механизмов.

Тонкости выбора частотного преобразователя

Основным значимым параметром, при выборе той или иной модели преобразователя частоты, на сегодняшний день является именно его стоимость. Это обусловлено тем, что только для дорогого устройства характерна максимальная функциональность. Но это не отменяет наличие специфических требований в зависимости от того, для механизма какой категории подбирается преобразователь, поэтому необходимо учитывать:

Разновидность и данные по мощности асинхронного электродвигателя, к которому подключается частотник;
Насколько точно и в каком диапазоне можно регулировать скорость;
Насколько точно осуществляется поддержание момента и скорости вращения на валу электрического двигателя;
Соответствие конструкции (формы, размера, пульта управления и так далее) индивидуальным требованиям.

Обязательно также обратить внимание на значение мощности асинхронного электрического двигателя, с которым будет взаимодействовать преобразователь частоты. Если один из параметров (например: величина пускового момента, затрачиваемое на разгон или торможение время) должен соответствовать каким-то особым требованиям, то нужно выбрать устройство более высокого класса, чем потенциально подходящее.

Самостоятельная сборка преобразователя

Чтобы механизм адекватно функционировал, сеть должна обладать весьма широкой вариацией значений напряжения. Это снижает риск поломки устройства при резких скачках.

Частота должна соответствовать производственным запросам. Нижний предел этого параметра позволяет ориентироваться в спектре возможностей регулирования скорости привода. В случае, если требуется расширить частотный диапазон относительно уже имеющегося, то необходимо подобрать модель частотного преобразователя, принцип работы которой относится к векторному типу.

Однако, стандартный рабочий диапазон составляет 10-60 Герц и лишь иногда доходит до 100 Герц.

Далее следует обратить внимание на входы и выходы управления. Процесс применения устройств с достаточно большим количеством разъёмов гораздо более удобен. Но и стоимость от этого возрастает, кроме того, затрудняется настройка. Подобные приборы могут быть оснащены дискретными, цифровыми или аналоговыми разъёмами.

Использование дискретного разъёма позволяет вводить управляющие команды и выводить информацию о течении процесса. Цифровой разъём обеспечивает введение сигналов, подаваемых цифровыми датчиками. Аналоговый разъём предназначен для введения сигнала обеспечивающего обратную связь.

Также следует проверять соответствие характеристик шины управления и возможностей преобразователя. В первую очередь это можно понять по соответствию числа разъёмов. По возможности их должно быть даже больше, чем требуется, чтобы имелся простор для модернизирования.

Если говорить о перегрузочных способностях, то следует предпочесть модели, которые имеют уровень мощности на 15% превышающий данные по мощности у двигателя.

В любом случае всегда нужно как следует изучать прилагающуюся к частотнику документацию. Там можно найти все требуемые сведения о параметрах и характеристиках.

Схема сборки

Следующая последовательность подойдёт для проводки, функционирующей с уровнем напряжения в 220 вольт и на одной фазе. Схема рассчитана на двигатель уровнем мощности не более 1 кВт.

В первую очередь осуществляется соединение обмоток двигателя по принципу “треугольник”.

В качестве фундамента преобразователя используется пара плат. Одна из них необходима для блока питания и драйвера. Также туда будут относиться транзисторы и силовые клеммы. Другую плату применяют, чтобы закрепить микроконтроллер и индикатор. Между собой платы контактируют посредством гибкого шлейфа.

Для моделирования импульсного блока питания понадобится стандартная схема, которую можно обнаружить в сети.

Для контроля работы двигателя и напряжения не нужно влиять на ток извне. Тем не менее вполне уместно ввести в устройство линейную развязку с микросхемой.

На общем радиаторе устройства фиксируются транзисторы и диодный мост.

Обязательно потребуются оптроны ОС2-4, которые используются для дублирования кнопок управления. А с помощью ОС-1 выполняются пользовательские функции.

Однофазный преобразователь частоты не нуждается в трансформаторе. В качестве альтернативы воспользоваться токовым шунтом, который при необходимости дополняется при помощи усилителя DA-1.

При мощности до 400 ватт схема для стабильной работы двигателя не требует установки термодатчика. Уровень сетевого напряжения вполне можно контролировать усилителем DA-1-2.

Для управляющих кнопок необходима защита в виде пластиковых толкателей. Сам процесс управления построен на опторазвязке.

При применении проводов чрезмерной длины, используются помехоподавляющие кольца.

Методика подключения преобразователя частоты к двигателю

Подключение преобразователя возможно только при соблюдении рекомендованной изготовителем комплектации устройства:

Сечения определённых типов;
Провода определённых типов;
Дополнительное оборудование.

К дополнительному оборудованию можно отнести:

Реактор ПТ;
Тормозной блок;
Фильтр (входной/выходной).

Не рекомендовано занижение номинала автоматического выключателя. Даже минимальное несоответствие может привести к хаотичному размыканию цепи, что зачастую сводит ситуацию к тому, что звено постоянного тока выходит из строя, и схема оказывается нарушена. Следует обращать внимание на то, чтобы наконечники проводов были хорошо обжаты.

Зачастую при самостоятельной установке входная и выходная клеммы оказываются перепутаны (хотя общепонятную маркировку преобразователя вполне можно увидеть). Поэтому нужно знать, схема формируется таким образом, что клеммы L1, L2, L3 используются для соединения с питающей сетью, а U, V, W – предназначаются для электродвигателя. Если не соблюсти этого правила, скорее всего придётся всё ремонтировать.

Ввод в эксплуатацию преобразователя частоты Danfoss VLT Micro Drive FC 51

Watch this video on YouTube

Также, поломка гарантирована, если на входы управляющего элемента осуществляется подача напряжения на 220 и 380 вольт.

Уход за преобразователем

Чтобы продлить срок службы ПЧ следует осуществлять за ним соответствующий уход:

Отслеживать оседание пыли на внутренних элементах и производить своевременную чистку устройства при помощи компрессора.
Удостоверяться в работоспособности узлов, которые используются механизме, и производить их замену, если возникает такая необходимость.
Соблюдать адекватную рабочую температуру (не более +40°С) механизма и уровень напряжения на управляющей шине.
Регулярно (не реже одного раза за 3 года) обновлять слой термопасты на силовых компонентах устройства.
По возможности соблюдать умеренный уровень влажности.

Частотный преобразователь: полный обзор функций частотника

Низкий уровень качества;
Сложная конструкция;
Высокая себестоимость;
Узкий диапазон вариантов рабочей частоты.

Классификация преобразователей частоты

Однофазные;
Трёхфазные;
Высоковольтные.

Преобразователь может быть подключён к электродвигателям следующих типов:

Однофазным, имеющим расщеплённые полюса, и однофазным конденсаторным;
Трёхфазным, асинхронного типа, работающим с использованием переменного тока.
Оснащённых постоянными магнитами.

Существует несколько сфер использования частотного преобразователя:

Общепромышленная;
Векторное преобразование частоты;
Механизмы с насосно-вентиляторным типом нагрузки;
Преобразователи частоты в кранах и иных подъёмных механизмах;

Особенности устройства преобразователя частоты

Звена постоянного тока, также сформированного из неуправляемого выпрямителя и фильтра;
Силового импульсного инвентора;
Системы управления.

Принципы функционирования частотного преобразователя

По принципу работы силового элемента частотные преобразователи можно отнести к следующим категориям:

Конструкции, имеющие выраженный промежуточный неуправляемый выпрямитель.
Конструкции, имеющие непосредственную связь (без промежуточного звена).

Работа частотного преобразователя связана с принципом двойного преобразования напряжения:

Регуляция сетевого напряжения через выпрямление и фильтрование (для этого используются конденсаторные системы).
Задействуется электронное управление, устанавливающее заблаговременно выбранную частоту тока.
Происходит образование прямоугольных импульсов, корректируемых при помощи обмотки статора. В результате они преобразуются в синусоиду.

Содержание двух принципов управления преобразователем частоты

Существует диада основных принципов регуляции частотных преобразователей:

Принцип скалярного управления.

Векторный принцип.

Как и где следует применять частотный преобразователь

Частотный преобразователь позволяет регулировать скорость действия следующих механизмов:

Насосов, перекачивающих горячую или холодную воду по системе водоснабжения и обогрева;
Вспомогательных агрегатов котельных, тепловых электростанций, ТЭЦ и т.д.;
Дробилках, мельницах, мешалках;
Песковых и пульповых насосов, используемых на обогатительных фабриках;
Лифтовых установок;
Разнотипных центрифуг;
Производственных линий, создающих ленточные материалы;
Кранового и эскалаторного оборудования;
Устройств, обеспечивающих силовые манипуляции;
Приводов на буровых станках, специализированных приборов и так далее.

Наиболее очевидна польза частотных преобразователей с точки зрения экономии:

Оптимальный уровень КПД позволяет вдвое экономить электроэнергию.
Количество и качество конечного продукта в производственной значительно возрастает.
Комплектующие механизма меньше изнашиваются;
Общая длительность эксплуатации оборудования также возрастает.

Как итог, частотный преобразователь отвечает за эффективность и продуктивность функционирования механизмов.

Тонкости выбора частотного преобразователя

Разновидность и данные по мощности асинхронного электродвигателя, к которому подключается частотник;
Насколько точно и в каком диапазоне можно регулировать скорость;
Насколько точно осуществляется поддержание момента и скорости вращения на валу электрического двигателя;
Соответствие конструкции (формы, размера, пульта управления и так далее) индивидуальным требованиям.

Самостоятельная сборка преобразователя

Однако, стандартный рабочий диапазон составляет 10-60 Герц и лишь иногда доходит до 100 Герц.

Схема сборки

В первую очередь осуществляется соединение обмоток двигателя по принципу “треугольник”.

Для моделирования импульсного блока питания понадобится стандартная схема, которую можно обнаружить в сети.

На общем радиаторе устройства фиксируются транзисторы и диодный мост.

При применении проводов чрезмерной длины, используются помехоподавляющие кольца.

Методика подключения преобразователя частоты к двигателю

Сечения определённых типов;
Провода определённых типов;
Дополнительное оборудование.

К дополнительному оборудованию можно отнести:

Реактор ПТ;
Тормозной блок;
Фильтр (входной/выходной).

Ввод в эксплуатацию преобразователя частоты Danfoss VLT Micro Drive FC 51

Watch this video on YouTube

Уход за преобразователем

Чтобы продлить срок службы ПЧ следует осуществлять за ним соответствующий уход:

Отслеживать оседание пыли на внутренних элементах и производить своевременную чистку устройства при помощи компрессора.
Удостоверяться в работоспособности узлов, которые используются механизме, и производить их замену, если возникает такая необходимость.
Соблюдать адекватную рабочую температуру (не более +40°С) механизма и уровень напряжения на управляющей шине.
Регулярно (не реже одного раза за 3 года) обновлять слой термопасты на силовых компонентах устройства.
По возможности соблюдать умеренный уровень влажности.

Частотник для трехфазного электродвигателя своими руками (схема)

С целью охраны окружающей среды везде вводятся правила, рекомендующие производителям электрооборудования выпускать продукцию, экономно расходующую электроэнергию. Зачастую это достигается эффективным управлением скорости электродвигателя.

Частотник для трехфазного электродвигателя или частотный преобразователь имеет множество наименований: инвертор, преобразователь частоты переменного тока, частотно регулируемый привод. На сегодняшний день частотники производят многие фирмы, но есть немало энтузиастов, создающих преобразователи своими руками.

Назначение и принцип работы инвертора

Инвертор управляет скоростью вращения асинхронных электродвигателей, т. е. двигателей, преобразующих энергию электрическую в механическую. Полученное вращение приводными устройствами трансформируется в другой вид движения. Это очень удобно и благодаря этому асинхронные электродвигатели приобрели большую популярность во всех областях человеческой жизни.

Важно отметить, что скорость вращения могут регулировать и другие устройства, но все они имеют множество недостатков:

сложность в использовании,
высокую цену,
низкое качество работы,
недостаточный диапазон регулирования.

Многим известно, что использование частотных преобразователей для регулировки скорости является самым эффективным методом. Это устройство обеспечивает плавный пуск и остановку, а также осуществляет контроль всех процессов, которые происходят в двигателе. Риск возникновения аварийных ситуаций, при использовании преобразователя частоты, крайне незначителен.

Для обеспечения плавной регулировки и быстродействия разработана специальная схема частотного преобразователя. Его использование в значительной мере увеличивает время непрерывной работы трехфазного двигателя и экономит электроэнергию. Преобразователь позволяет довести КПД до 98%. Это достигается увеличением частоты коммутации. Механические регуляторы на такое не способны.

Регулировка скорости инвертором

Первоначально он изменяет поступающее из сети напряжение. Затем из преобразованного напряжения формирует трехфазное, необходимой амплитуды и частоты, которое подается на электродвигатель.

Диапазон регулировки достаточно широкий. Есть возможность крутить ротор двигателя и в обратном направлении. Во избежание его поломки необходимо учитывать паспортные данные, где указаны максимально допустимые обороты и мощность в кВт.

Составные части регулируемого привода

Ниже представлена схема преобразователя частоты.

Он состоит из 3 преобразующих звеньев:

выпрямителя, формирующего напряжение постоянного тока при подключении к питающей электросети, который может быть управляемым или неуправляемым,
фильтра, сглаживающего уже выпрямленное напряжение (для этого применяют конденсаторы),
инвертора, формирующего нужную частоту напряжения, являющегося последним звеном перед электродвигателем.

Режимы управления

Частотники различают по видам управления:

скалярный тип (отсутствие обратной связи),
векторный тип (наличие обратной связи, или ее отсутствие).

При первом режиме подлежит управлению магнитное поле статора. В случае векторного режима управления учитывается взаимодействие магнитных полей ротора и статора, оптимизируется момент вращения при работе на разной скорости. Это является главным различием двух режимов.

Кроме этого, векторный способ более точен, эффективен. Однако в обслуживании — более затратен. Рассчитан он на специалистов с большим багажом знаний и навыков. Скалярный способ проще. Он применим там, где параметры на выходе не требуют точной регулировки.

Подключение инвертора «звезда — треугольник»

После приобретения инвертора по доступной цене возникает вопрос: как подключить его к двигателю своими руками? Прежде чем это сделать будет нелишним поставить обесточивающий автомат. В случае возникновения короткого замыкания хотя бы в одной фазе, вся система будет немедленно отключена.

Подключение преобразователя к электродвигателю можно осуществить по схемам «треугольник» и «звезда».

Если регулируемый привод однофазный, клеммы электродвигателя подключают по схеме «треугольник». В этом случае потерь мощности не происходит. Максимальная мощность такого частотника 3 кВт.

Трехфазные инверторы более совершенны. Они получают питание от промышленных трехфазных сетей. Подключаются по схеме «звезда».

Чтобы ограничить пусковой ток и снизить пусковой момент во время запуска электродвигателя мощностью более 5 кВт используют вариант переключения «звезда-треугольник».

При пуске напряжения на статор используется вариант «звезда». Когда скорость двигателя станет номинальной, питание переключается на схему «треугольник». Но такой способ применяется там, где существует возможность подключения по обеим схемам.

Важно отметить, что в схеме «звезда-треугольник» резкие скачки токов неизбежны. В момент переключения на второй вариант скорость вращения резко снижается. Чтобы восстановить частоту оборотов, необходимо увеличить силу тока.

Наибольшей популярностью пользуются преобразователи для электродвигателей мощностью от 0,4 кВт до 7,5 кВт.

Инвертор своими руками

Наряду с выпуском промышленных инверторов многие изготавливают их своими руками. Особой сложности в этом нет. Такой частотник может преобразовать одну фазу в три. Электродвигатель с подобным преобразователем можно использовать в быту, тем более что мощность его не теряется.

Выпрямительный блок идет в схеме первым. Затем идут фильтрующие элементы, отсекающие переменную составляющую тока. Как правило, для изготовления таких инверторов используют IGBT-транзисторы. Цена всех составляющих частотника, изготовленного своими руками, намного меньше цены готового производственного изделия.

Частотники подобного типа пригодны для электродвигателей мощностью от 0,1 кВт до 0,75 кВт

Использование современных инверторов

Современные преобразователи производятся с использованием микроконтроллеров. Это намного расширило функциональные возможности инверторов в области алгоритмов управления и контроля за безопасностью работы.

Преобразователи с большим успехом применяют в следующих областях:

в системах водоснабжения, теплоснабжения для регулирования скорости насосов горячей и холодной воды,
в машиностроении,
в текстильной промышленности,
в топливно-энергетической области,
для скважинных и канализационных насосов,
для автоматизации систем управления технологическими процессами.

Цены источников бесперебойного питания напрямую зависят от наличия в нем частотника. Они становятся «проводниками» в будущее. Благодаря им, малая энергетика станет наиболее развитой отраслью экономики.

Простой преобразователь частоты для асинхронного электродвигателя.

РадиоКот >Схемы >Питание >Преобразователи и UPS >

Простой преобразователь частоты для асинхронного электродвигателя.

Итак коль уж асинхронный двигатель так распространён и трехфазная система напряжения созданная М. О. Доливо-Добровольским так удобна. А современная элементная база так хороша. То сделать преобразователь частоты –это лишь вопрос личного желания и некоторых финансовых возможностей. Возможно кто то скажет « Ну, зачем мне инвертор , я поставлю фазосдвигающий конденсатор и все решено» . Но при этом обороты не покрутишь и в мощности потеряешь и потом это не интересно.

Возьмём за основу – в быту есть однофазная сеть 220в, народный размер двигателя до 1 кВт. Значить соединяем обмотки двигателя треугольником. Дальше –проще, понадобится драйвер трехфазного моста IR2135(IR2133) выбираем такой потому, что он применяется в промышленной технике имеет вывод SD и удобное расположение выводов. Подойдёт и IR2132 , но у неё dead time больше и выхода SD нет. В качестве генератора PWM выберем микроконтроллер AT90SPWM3B — доступен, всем понятен, имеет массу возможностей и недорого стоит, есть простой программатор -https://real.kiev.ua/avreal/. Силовые транзисторы 6 штук IRG4BC30W выберем с некоторым запасом по току — пусковые токи АД могут превышать номинальные в 5-6 раз. И пока не ставим «тормозной» ключ и резистор, будем тормозить и намагничивать перед пуском ротор постоянным током, но об этом позже …. Весь процесс работы отображается на 2-х строчном ЖКИ индикаторе. Для управления достаточно 6 кнопок (частота +, частота -, пуск, стоп, реверс, меню).
Получилась вот такая схема.

Я вовсе не претендую на законченность конструкции и предлагаю брать данную конструкцию за некую основу для энтузиастов домашнего электропривода. Приведённые здесь платы были сделаны под имеющиеся в моём распоряжении детали.

Конструктивно инвертор выполнен на двух платах – силовая часть ( блок питания , драйвер и транзисторы моста , силовые клеммы) и цифровая часть (микроконтроллер + индикатор ). Электрически платы соединены гибким шлейфом. Такая конструкция выбрана для перехода в будущем на контроллер TMS320 или STM32 или STM8.
Блок питания собран по классической схеме и в комментариях не нуждается. Микросхема IL300 линейная опто развязка для управления током 4-20Ма. Оптроны ОС2-4 просто дублируют кнопки «старт, стоп, реверс» для гальванически развязанного управления. Выход оптрона ОС-1 «функция пользователя» (сигнализация и пр.)
Силовые транзисторы и диодный мост закреплены на общий радиатор. Шунт 4 витка манганинового провода диаметром 0.5мм на оправке 3 мм.
Сразу замечу некоторые узлы и элементы вовсе не обязательны. Для того что бы просто крутить двигатель , не нужно внешнее управление током 4-20 Ма. Нет необходимости в трансформаторе тока, для оценочного измерения подойдёт и токовый шунт. Не нужна внешняя сигнализация. При мощности двигателя 400 Вт и площади радиатора 100см² нет нужды в термодатчике.

ВАЖНО! – имеющиеся на плате кнопки управления изолированы от сети питания только пластмассовыми толкателями. Для безопасного управления необходимо использовать опторазвязку.

Возможные изменения в схеме в зависимости от микропрограммы.
Усилитель DA-1 можно подключать к трансформатору тока или к шунту. Усилитель DA-1-2 может быть использован для измерения напряжения сети или для измерения сопротивления терморезистора если не используется термодатчик PD-1.
В случае длинных соединительных проводов необходимо на каждый провод хотя бы надеть помехоподавляющие кольцо. Имеют место помехи. Так например –пока я этого не сделал у меня «мышь» зависала.
Так же считаю важным отметить проверку надёжности изоляции АД –т.к. при коммутации силовых транзисторов выбросы напряжение на обмотках могут достигать значений 1,3 Uпит.

Общий вид.

Немного про управление.

Начитавшись книжек с длинными формулами в основном описывающих как делать синусоиду при помощи PWM. И как стабилизировать скорость вращения вала двигателя посредством таходатчика и ПИД регулятора. Я пришёл к выводу –АД имеет достаточно жёсткую характеристику во всём диапазоне допустимых нагрузок на валу.
Поэтому для личных нужд вполне подойдет управление описанное законом Костенко М.П. или как его ещё называют скаляроное. Достаточное для большинства практических случаев применения частотно регулируемого электропривода с диапазоном регулирования частоты вращения двигателя до 1:40. Т.е. грубо говоря мы в самом простом случае делаем обычную 3-х фазную розетку с переменной частотой и напряжением меняющимися в прямой зависимости. С небольшими «но» на начальных участках характеристики необходимо выполнять IR компенсацию т.е. на малых частотах нужно фиксированное напряжение . Втрое «но» в питающие двигатель напряжение замешать 3 гармонику. Всё остальное сделают за нас физические принципы АД. Более подробно про это можно прочесть в документе AVR494.PDF
Основываясь на моих личных наблюдениях и скромном опыте именно эти методы без особых изысков чаще всего применяются в приводах мощностью до 15 кВт.
Далее не буду углубляться в теорию и описание мат моделей АД. Это и без меня достаточно хорошо изложили профессора ещё в 60-х.

Но ни в коем случае не стоит недооценивать сложности управления АД. Все мои упрощения оправданны только некоммерческим применением инвертора.

Плата силовых элементов.

В программе V-1.0 для AT90SPWM3B реализовано
1- Частотное управление АД .Форма напряжения синусоида с 3 гармоникой.
2- Частота задания 5 Гц -50 Гц с шагом 1 Гц. Частота ШИМ 4 кГц.
3- Фиксированное время разгона –торможения
4- Реверс (только через кнопку СТОП)
5- Разгон до заданной частоты с шагом 1 Гц
6 – Индикация показаний канала АЦП 6 (разрядность 8 бит., оконный фильтр апертура 4 бита)
я использую этот канал для замера тока шунта.
7 – Индикация режима работы START,STOP,RUN,RAMP, и Частота в Гц.
8- Обработка сигнала авария от мс IR2135

Торможение двигателя принудительное – без выбега. При этом нужно помнить – если на валу будет висеть огромный вентилятор или маховик то напряжение на звене постоянного тока может достичь опасных значений. Но я думаю вертолёты с приводом от АД строить никто не будет

Функции микропрограммы в будущих версиях

1 -намагничивание ротора перед пуском
2- торможение постоянным током
3 –прямой реверс
4 – частота задания 1 -400 Гц.
5 – ограничение, контроль тока двигателя.
6 — переключаемые зависимости U/F
7 – контроль звена постоянного тока.
8 – некоторые макросы управления –это вообще в далёких планах.

Испытания.
Данная конструкции была проверена с двигателем 0.18кВт и 0.4 кВт и 0.8 кВт. Все двигатели остались довольны.
Только при малых оборотах и долговременной работе необходимо принудительное охлаждение АД.

Строка для программатора
av_28r4.exe -aft2232 -az +90pwm3b -e -w -v -fckdiv=1,psc2rb=0,psc1rb=0,psc0rb=0,pscrv=0,bodlevel=5 -c01.hex

Небольшое «вечернее» видео испытаний

Файлы:
плата микроконтроллера -layout5.0
силовой модуль -layout5.0
Программа для МК
Схема
схема S_plan7 -архив rar

Все вопросы в
Форум.

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

3 Фазный частотный преобразователь для электродвигателя

Трехфазные асинхронные двигатели уже долгое время используются в промышленности и других сферах жизни и деятельности людей. Среди всех этапов рабочего процесса, более всего уделяется внимание обеспечению плавного пуска и торможения агрегата. Для того чтобы выполнить это условие, необходимо использовать – частотник для трехфазного электродвигателя. Кроме своего основного названия – частотный преобразователь известен также, как инвертор, частотно регулируемый привод или преобразователь частоты переменного тока.

Основной функцией частотного преобразователя является регулировка скорости вращения асинхронных двигателей, с помощью которых электрическая энергия преобразуется в механическую. Первоначальное движение трансформируется в другие типы движений, необходимые для выполнения конкретной технологической операции. Использование частотных преобразователей позволяет довести коэффициент полезного действия электродвигателя до 98%.

Устройство и принцип действия преобразователя

Частотный преобразователь регулирует скорость вращения трехфазных электрических двигателей асинхронного типа. Вращение, полученное под действием электроэнергии, превращается в механическое движение с помощью специальных приводных устройств. Регулировка скорости вращения может осуществляться и другими устройствами. Однако все они обладают серьезными недостатками в виде высокой стоимости, сложной конструкции и низкого качества. Кроме того, диапазон регулировок подобных приспособлений совершенно недостаточный для нормальной работы.

Все эти проблемы эффективно решаются с помощью частотного преобразователя. Этот аппарат помимо обеспечения плавного пуска и остановки, контролирует и другие процессы, происходящие в двигателе. Использование частотника сократило до минимума риск возникновения неисправностей и аварийных ситуаций. Быстродействие и плавную регулировку обеспечивает специально разработанная схема частотного преобразователя для трехфазного двигателя. В результате ее применения существенно возросла продолжительность непрерывной работы электродвигателя, удалось добиться значительной экономии электроэнергии и увеличения КПД.

За счет чего же становится возможным управлять скоростью вращения электродвигателя? Прежде всего в частотном преобразователе изменяется напряжение, поступающее из сети. Далее, из него формируется уже нормальное трехфазное напряжение с нужной амплитудой и частотой, которое и потребляет электродвигатель. Регулировка скоростей осуществляется в достаточно широком диапазоне. В случае необходимости частотник позволяет переключить вращение ротора на противоположное направление. Все регулировки должны выполняться с учетом паспортных данных агрегата, с учетом максимально допустимых оборотов и установленной мощности.

Общее устройство частотного преобразователя представлено на схеме. В конструкцию аппарата входят три составные части:

Выпрямитель. При подключении к источнику электропитания формирует напряжение постоянного тока. В зависимости от модификации бывает управляемым или неуправляемым.
Фильтр. Предназначен для сглаживания выпрямленного напряжения, поэтому в его конструкцию входят конденсаторы.
Инвертор. Непосредственно формирует напряжение с нужной частотой и подает его на двигатель.

Основная классификация частотников осуществляется в зависимости от вида управления скоростью вращения. Существует два основных режима:

Скалярный режим без обратной связи. В данном случае осуществляется управление магнитным полем статора.
Векторный режим с обратной связью или без нее. Тут взаимодействуют магнитные поля ротора и статора, что и учитывается при управлении. В этом режиме происходит оптимизация момента вращения на различных скоростях. Данный способ управления считается более точным и эффективным. Однако он требует специальных знаний и навыков, более дорогой в обслуживании.

Подключение и настройка преобразователя частоты

Подключение частотных преобразователей особенно актуально для частных владельцев оборудования с асинхронными двигателями. Предварительно рекомендуется установить автоматический выключатель, который обесточит сеть при возможном коротком замыкании в одной из фаз.

В схемах частотники для асинхронных двигателей подключаются к электродвигателям двумя способами – «треугольником» и «звездой». Первая схема применяется для однофазных регулируемых приводов, без потери мощности. Такие частотники обладают максимальной мощностью 3 кВт и предназначены в основном для эксплуатации в бытовых условиях. Схема «звезда» используется там, где имеются трехфазные промышленные сети.

С целью ограничения пускового тока и уменьшения пускового момента, запуск двигателей, мощностью свыше 5 кВт осуществляется по смешанной схеме «звезда-треугольник». «Звезда» используется в момент запуска, когда напряжение подается на статор. После того как двигатель достигнет номинальной скорости, подача питания переключается на другую схему – «треугольник». Данный способ применяется не везде, а только там, где имеется возможность подключения сразу обеих схем.

Подключение пульта осуществляется в соответствии со схемой, прилагаемой к частотному преобразователю. Перед началом монтажа и до подачи питания управляющий рычаг должен находиться в положении ВЫКЛЮЧЕНО. Когда рычаг переводится в положение ВКЛЮЧЕНО, это действие подтверждается световым индикатором. Во многих моделях запуск по умолчанию осуществляется путем нажатия на кнопку RUN. Постепенное наращивание оборотов электродвигателя производится медленным поворотом рукоятки пульта. По достижении необходимой скорости, рукоятка фиксируется в этом положении. Для переключения режима на обратное вращение существует кнопка реверса.

Самостоятельное изготовление частотного преобразователя

В последнее время широкое распространение в быту получили асинхронные электродвигатели малой мощности, используемые в приводах различных устройств. Поэтому чтобы не приобретать к ним дорогостоящее дополнительное оборудование, многие домашние мастера обеспечивают частотное регулирование электродвигателей путем изготовления преобразователей своими руками. Таким образом, достигается экономия электроэнергии с сохранением мощности двигателя.

Домашняя однофазная сеть позволяет подключать электродвигатель, мощность которого не превышает 1 кВт. Именно для таких агрегатов в основном и изготавливаются самодельные частотники. Нужно заранее продумать схему подключения треугольников, предназначенную для однофазной сети. С этой целью выводы обмоток последовательно соединяются между собой, по принципу подключения вывода одной обмотки к вводу другой. Также рекомендуется, чтобы схема частотного преобразователя, собираемого собственноручно, была составлена заранее.

Перед началом конструирования нужно подготовить все необходимые элементы и материалы. Можно воспользоваться любым микроконтроллером – аналогом модели АТ90РWМ3В и драйвером трехфазного моста, аналогичного модели IR2135. Кроме того, нужно запастись 6 транзисторами типа IRG4BC30W, 6 кнопками и индикатором. Все детали располагаются на двух платах, соединяемых между собой гибким шлейфом.

Конструкция частотного преобразователя дополняется импульсным блоком питания. Эту деталь можно приобрести в готовом виде или собрать своими руками по отдельной схеме. Контроль над работой двигателя осуществляется с помощью внешнего управляющего тока или микросхемы IL300, имеющей линейную развязку. Для монтажа транзисторов и диодного моста используется общий радиатор. Управляющие кнопки дублируются оптронами ОС2-4.

Если электродвигатель обладает небольшой мощностью, то устанавливать трансформатор на однофазный частотный преобразователь необязательно. Вместо него можно использовать токовый шунт, в котором провода имеют сечение 0,5 мм. К нему же подключается и усилитель DA-1, выполняющий дополнительную функцию измерения напряжения.

Обслуживание устройства в процессе эксплуатации

Выполнение обязательных рекомендаций способствует значительному увеличению сроков эксплуатации частотных преобразователей.

В первую очередь нужно выполнять своевременную очистку устройства изнутри от пыли. Основная процедура выполняется с помощью пылесоса, но полную очистку таким способом выполнить невозможно. Пылесос просто не справляется с толстыми и плотными слоями скопившейся пыли. Поэтому рекомендуется использовать компрессор или проводить чистку вручную.
Большое значение придается своевременной периодической замене элементов, деталей и узлов. Вентиляторы охлаждения рекомендуется менять через 2-3 года эксплуатации. Существуют сроки для предохранителей, внутренних шлейфов и других частей. При соблюдении этих сроков частотник для электродвигателя будет служить значительно дольше.
Необходимо в обязательном порядке контролировать внутреннею температуру и напряжение на шине. Слишком высокая температура приводит к негативным последствиям, когда разрушаются конденсаторы и начинает засыхать термопроводящая паста.
Пасту рекомендуется менять, не реже, чем один раз в три года. Температура окружающей среды не должна превышать 40 градусов, а влажность и концентрация пыли – допустимых пределов.

Преимущества частотников в асинхронных двигателях

Асинхронные двигатели обладают многими преимуществами по сравнению с устройствами постоянного тока. Они отличаются простотой конструкции и высокой надежностью. Поэтому для бытовых и промышленных целей чаще всего выбираются асинхронные агрегаты.

В настоящее время многие пользователи отказываются от механического управления током в процессе эксплуатации двигателей. Такой способ не гарантирует надлежащее качество работы оборудования. Вместо него уже давно используются частотные преобразователи. Электронное управление позволяет существенно сократить потребление электроэнергии, сохраняя при этом собственную мощность двигателя.

Эксплуатировать частотные преобразователи следует в соответствии с техническими характеристиками, отраженными в документации оборудования. Самодельные устройства рекомендуется использовать только в бытовых условиях, а на производстве применять аппаратуру заводского изготовления. Ремонт и обслуживание преобразователей должны выполнять только квалифицированные специалисты.

2 commentsПрименение Апрель 26, 2019

Создание трёхфазного асинхронного электродвигателя пришлось на конец XIX века. С тех пор, никакие промышленные работы не являются возможными без его использования. Наиболее значимый момент в рабочем процессе — плавный пуск и торможение двигателя. Это требование в полной мере выполняется при помощи частотного преобразователя.

Существует несколько вариантов названий частотника для трёхфазного электродвигателя. В том числе, он может называться:

Инвертором;
Преобразователем частоты переменного тока;
Частотным преобразователем;
Частотно регулируемым приводом.

С помощью инвертора осуществляется регуляция вращательной скорости асинхронного электродвигателя, предназначенного для преобразования электрической энергии в механическую. Осуществляемое при этом движение можно трансформировать в движение другого типа.

Специально разработанная схема частотного преобразователя позволяет доводить КПД двигателя до уровня в 98%.

Наиболее значимо использование преобразователя в конструкции электрического двигателя большой мощности. Частотник позволяет осуществлять изменения пусковых токов и задавать для них требуемую величину.

Принцип работы частотного преобразователя

Использование ручного управления пускового тока чревато излишними энергозатратами и уменьшением срока эксплуатации электрического двигателя. При отсутствии преобразователя также наблюдается превышение номинального значения напряжения в несколько раз. Из-за работы в таком режиме, также наблюдается негативное влияние.

Кроме того, частотный преобразователь обеспечивает плавность управления функционированием двигателя, ориентируясь на балансировку значений напряжения и частоты, и снижает энергопотребление вдвое.

Весь приведённый перечень положительных моментов возможен благодаря принципу двойного преобразования напряжения. Действует он следующим образом:

Сетевое напряжение регулируется через выпрямление и фильтрование в звене прямого тока.
Выполнение электронного управления, которое формирует определённую частоту, в соответствии с предварительно обозначенным режимом, и трёхфазное напряжение.
Происходит продуцирование прямоугольных импульсов с последующей корректировкой амплитуды при помощи обмотки статора.

Как правильно подобрать преобразователь частот

Наиболее значимо при покупке частотника — не жалеть денег. В случае с преобразователем, дешёвый всегда означает малофункциональный, а это делает покупку бесполезной.

Также следует обратить внимание на тип управления преобразователя:

Высокоточная установка величины тока.

Рабочий режим ограничен заданным выходным соотношением частоты и напряжения. Данный тип управления уместен только для бытовых приборов простейшего типа.

Далее следует обратить внимание на мощность преобразователя частоты. Тут всё просто: чем больше, тем лучше.

Питающая сеть должна обеспечивать достаточно широкий диапазон напряжений. Это снижает риск поломки при резких скачках. Чрезмерно высокое напряжение может спровоцировать взрыв конденсаторов.

Показатели частоты должны удовлетворять производственным потребностям. Их нижний порог определяет широту возможностей для управления приводной скорости. Максимальный частотный диапазон возможен только при векторном управлении.

Число входящих/выходящих управляющих разъёмов должно быть немного больше минимально необходимого. Но это, конечно, отражается на повышении цены и возникновении затруднений при установке устройства.

Наконец, требуется обратить внимание на совпадение характеристик управляющей шины и параметров частотника. Это определяется по соответствию числа разъёмов.

Важно отметить способность переносить перегрузки. Запас мощности преобразователя частоты должен на 15% превосходить мощность двигателя.

Комплектация регулируемого привода

Частотный преобразователь формируется из трёх компонентов:

Управляемый, либо неуправляемый выпрямитель, отвечающий за формирование напряжения ПТ (постоянного тока), поступающего от питания.
Фильтр (в виде конденсатора), осуществляющий дополнительное сглаживание напряжения.
Инвертор, моделирующий напряжение нужной частоты.

Самостоятельное подключение преобразователя

Перед тем, как приступать к подключению устройства следует воспользоваться обесточивающим автоматом, он обеспечит отключение всей системы в случае короткого замыкания на любой из фаз.

Схема актуальна, если требуется управлять однофазным приводом. Уровень мощности преобразователя в схеме при этом составляет до трёх киловатт, а мощность не теряется.

Способ, подходящий для подключения клемм трёхфазных частотников, питаемых промышленными трёхфазными сетями.

На рисунке схема подключения частотника 8400 Vector

Для ограничения пускового тока и снижения пускового момента при запуске электрического двигателя по мощности превосходящего 5 кВт, применяется переключение «звезда-треугольник».

Когда на статор пускается напряжение, то фигурирует подключение устройства по типу «звезда». Как только значение скорости двигателя начинает соответствовать номинальному, поступление питания осуществляется по схеме «треугольник». Но этот приём используется, только когда технические возможности позволяют подключаться по двум схемам.

В объединённой схеме «звезды» и «треугольника» наблюдаются резкие скачки токов. При переходе на второй тип подключения показания по вращательной скорости значительно уменьшаются. Для восстановления прежнего режима работы и частоты оборотов следует осуществить увеличение силы тока.

Наиболее активно применяются частотники в конструкции электрического двигателя с уровнем мощности 0,4 — 7,5 кВт.

Сборка преобразователя частот своими руками

Одновременно с промышленным производством частотных преобразователей, остаётся актуальной сборка подобного устройства своими руками. Особенно этому способствует относительная простота процесса. В результате работы инвертора производится преобразование одной фазы в три.

Применение в бытовых условиях электрических двигателей, имеющих в комплектации подобное устройство, не вызывает никаких дополнительных затруднений. Поэтому можно смело браться за дело.

На рисунке структурная схема частотных преобразователей со звеном постоянного тока.

Схемы частотного преобразователя, используемые при сборке, состоят из выпрямительного блока, фильтрующих элементов (отвечающих за отсечение переменной составляющей тока и конструируемых из IGBT-транзисторов). По стоимости покупка отдельных компонентов преобразователя и выполнение сборки своими руками обходится дешевле, чем приобретение готового устройства.

Применять самосборные частотные преобразователи можно в электродвигателях имеющих мощность 0,1 — 0,75 кВт.

В то же время, современные заводские частотники имеют расширенную функциональность, усовершенствованные алгоритмы и улучшенный контроль безопасности рабочего процесса ввиду того, что при их производстве используются микроконтроллеры.

Сферы применения преобразователей:

Машиностроение;
Текстильная промышленность;
Топливно-энергетические комплексы;
Скважинные и канализационные насосы;
Автоматизация управления технологическим процессом.

Стоимость электродвигателей находится в прямой зависимости от того, есть ли в его комплектации преобразователей.

В каталоге представлены частотные преобразователи для трехфазных асинхронных двигателей мощностью 0,75 — 315 кВт. Частотники рассчитаны на использование в трехфазной сети переменного тока 380-480 В либо 500-600 В. Преобразователи регулируют частоту вращения электродвигателей с помощью скалярного или векторного методов управления.

В наличии имеются трехфазные частотники производства SIEMENS, DELTA Electronics, PROSTAR и VT Drive. Поставка со складов в Москве, Санкт-Петербурге и Ростове-на-Дону. Доставка по России транспортными компаниями.

Схема подключения частотного преобразователя: звезда — треугольник

Перейти в каталог продукции: Частотные преобразователи

Для управления трехфазным асинхронным двигателем применяются частотные преобразователи (инверторы), рассчитанные на однофазное или трехфазное входное напряжение. Инверторы обеспечивают возможность мягкого запуска двигателя и регулировки частоты оборотов, защиту от перегрузок. Кроме этого, частотник позволяет подключать трехфазные двигатели к однофазным сетям без потерь мощности. Преобразователи частоты трансформируют напряжение электросети частотой 50 Гц в импульсное с частотой от 0 Гц до 1 кГц.

Внимание: представленная схема является общей. При подключении используйте схему из инструкции по эксплуатации!

Однофазные преобразователи частоты рассчитаны на входное напряжение 1 фаза 220 В и на выходе формируют трехфазное напряжение 220 В заданной частоты. Иными словами, однофазный инвертор обеспечивает трехфазное питание асинхронного двигателя от бытовых электросетей. При использовании однофазных частотных преобразователей, в клеммной коробке двигателя, клеммы подключают по схеме «треугольник» (Δ). При подключении трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети 220 В, при использовании конденсаторной схемы, неизбежна большая потеря мощности. В то время как, при пользовании однофазного частотного преобразователя, подключаемого в двигателю по схеме «треугольник» (Δ), потерь мощности не происходит.

Более совершенные трехфазные преобразователи частоты работают от промышленных трехфазных сетей с напряжением 380 В, 50 Гц. Частота напряжения на выходе – от 0 Гц до 1кГц. Трехфазные инверторы подключают по схеме «звезда» (Y).

Трехфазный частотный преобразователь подключают асинхронному двигателю по схеме звезда:

Однофазный частотный преобразователь подключают асинхронному двигателю по схеме треугольник:

Для ограничения пускового тока и снижения пускового момента при пуске асинхронного двигателя мощностью более 5 кВт может применяться метод переключения «звезда-треугольник». В момент пуска напряжение на статор подключается по схеме «звезда», как только двигатель разгонится до номинальной скорости, производится переключение питания на схему «треугольник». Пусковой ток при переключении втрое меньше, чем при прямом пуске двигателя от сети. Этот метод пуска оптимально подходит для механизма с большой маховой массой, если нагрузка набрасывается после разгона.

Способ пуска переключением «звезда-треугольник» можно использовать только для двигателей, имеющих возможность подключения по обеим схемам. При пуске наблюдается уменьшение пускового момента на треть от номинального. Если переключение произойдет до того, как двигатель разгонится, ток увеличится до значений, соответствующих току прямого пуска.

При пуске переключением «звезда-треугольник» неизбежны резкие скачки токов, в отличие от плавного нарастания при прямом пуске. В момент переключения на «треугольник» на двигатель не подается напряжение и скорость вращения может резко снизится. Для восстановления частоты оборотов требуется увеличение тока.

Перейти в каталог продукции: Частотные преобразователи

Микроконтроллеры и Технологии — Частотный преобразователь для асинхронного двигателя на AVR

Дата публикации: 15 декабря 2018.

В этой статье описывается универсальный трехфазный преобразователь частоты на микроконтроллере(МК) ATmega 88/168/328P. ATmega берет на себя полный контроль над элементами управления, ЖК-дисплеем и генерацией трех фаз. Предполагалось, что проект будет работать на готовых платах, таких как Arduino 2009 или Uno, но это не было реализовано. В отличие от других решений, синусоида не вычисляется здесь, а выводится из таблицы. Это экономит ресурсы, объем памяти и позволяет МК обрабатывать и отслеживать все элементы управления. Расчеты с плавающей точкой в программе не производятся.

Частота и амплитуда выходных сигналов настраиваются с помощью 3 кнопок и могут быть сохранены в EEPROM памяти МК. Аналогичным образом обеспечивается внешнее управление через 2 аналоговых входа. Направление вращения двигателя определяется перемычкой или переключателем.

Регулируемая характеристика V/f позволяет адаптироваться ко многим моторам и другим потребителям. Также был задействован интегрированный ПИД-регулятор для аналоговых входов, параметры ПИД-регулятора могут быть сохранены в EEPROM. Время паузы между переключениями ключей (Dead-Time) можно изменить и сохранить.

Введение

Программное обеспечение, работа и компиляция

Генерация синуса

Скалярное(Вольт-частотное) управление (V/f)

Схема устройства

Выводы

В целом, программное обеспечение основано на документации Atmel AVR447, но было значительно изменено для использования описанного здесь контроллера. Аналогично, используется ЖК-библиотека Питера Флери, большое спасибо за это красивое программное обеспечение. К сожалению, программа не совсем вписывается в ATmega48 в текущем состоянии, но может работать с небольшой оптимизацией в строковых функциях. Чтобы избежать каких-либо вопросов — нет, код не работает в (устаревшей) ATMega8. Этот МК не имеет такого функционала таймеров и прерываний.

Характеристики:

Диапазон частот: 0,6 — 162 Гц;
Выходное напряжение: 0 — 325 В постоянного тока, максимально существующее напряжение промежуточной цепи;
Формы выходного сигнала: двугорбая синусоида или синус, выбираемые перед компиляцией.

Введение

Устройство оснащено стандартным ЖК-дисплеем HD44780 работающим в 4-битном режиме и тремя простыми (цифровыми) кнопками. При включении питания MК проверяет наличие перемычки, а затем переключается на внутренний или внешний режим управления. Печатная плата управления гальванически изолирована от выходного каскада двигателя. Для этой цели используются шесть оптронов HCPL3120. Эти оптроны обеспечивают сигналы управления для классического полумостового драйвера IR2110/2113, которые, в свою очередь, приводят в действие мощные ключи на MOSFET/IGBT. Данный выходной каскад следует понимать только как пример, конечно, другие конфигурации вполне возможны.

Используются три таймера ATmega и синхронизация OC (Output Compare) всех таймеров. Один из таймеров (Таймер 1) обеспечивает прерывание переполнения, которое используется для установки ступенчатой cкорости генерации синусоиды и для синхронной записи новых значения ШИМ во все таймеры. Исходный код также содержит подробные комментарии. Скорость шага прямо пропорциональна генерируемой частоте и задается пользователем. Подробнее об этом можно найти в разделе «Генерация синуса».

Для удобства пользователя МК вычисляет частоту в Герцах и отображает ее на дисплее. Аналогично, амплитуда выходного сигнала вычисляется по длительности импульса сигналов ШИМ и показана на дисплее в процентах от напряжения промежуточного контура. Поскольку трехфазные двигатели обычно управляются с характеристикой V/f, это также вычисляется до переполнения таймеров.

Вот фотографии прототипа. Управляющая часть была собрана на макетной плате 2,54 мм, силовая часть на макетной плате с шагом 5,08 мм. МК находится под ЖК-дисплеем. Справа изображен один из моих трехфазных двигателей. Этот двигатель мощностью 550 ватт и работал с 1969 года в моем насосе. Насос полностью заржавел и вышел из строя, но двигатель все еще прекрасно работает. Он был сделан Стефаном-Верке в Хамельне.

Программное обеспечение, работа и компиляция

Программное обеспечение сконструировано таким образом, что ШИМ генератор полностью работает в прерываниях. Основной цикл программы дополняет пользовательский интерйейс и управление ЖК-дисплеем. Всего есть два режима отображения:

Режим 1 — это нормальное меню, в котором кнопка 1 может использоваться для переключения между настройками V/f и настройкой частоты. Клавиши 2 и 3 уменьшают или увеличивают выбранное значение. Курсор на дисплее ниже редактируемого значения. Функция автоповтора с ускорением упрощает настройку.

Режим 2 — активируется одновременным нажатием кнопок 1 и 2. Это меню используется для установки значений ПИД-регулятора и Dead-Time, начальных значений для V/f и частоты и для их записи в EEPROM. Опять же, клавиша 1 переключается между параметрами, а клавиши 2 и 3 используются для настройки. Одновременное нажатие 1 и 2 сохраняет значения, одновременное нажатие 1 и 3 выходит из режима без сохранения, но сохраняет значения для V/f и частоты, которые в настоящее время установлены в меню режима 1.

При работе с внешним сигналом в режиме 1 отображаются значения, но их нельзя изменить, нажав кнопку. С другой стороны, режим 2 выбирается, а также работает с внешним управлением для настройки значений ПИД и Dead-Time. Прерывание инициируется аналого-цифровым преобразователем. Оно считывает значение АЦП и сохраняет его в глобальных переменных. Конструкция «switch-case» позволяет вам использовать больше каналов АЦП, если это необходимо. DIP-вариант ATMega88/168 не дает этой возможности, здесь используются не все каналы АЦП. Однако в версии QFP еще есть каналы АЦП 6 и 7, они могут использоваться.

Описанная здесь схема позволяет применять как частотные, так и V/f-значения в качестве аналоговых сигналов. Без внешних делителей напряжения на входе ожидается в пределах 0-5 В.

Библиотеку ЖК-дисплея пришлось слегка модифицировать, поскольку здесь используется два разных порта для данных и линий управления. Изменения в lcd.h должны применяться, поскольку аппаратные выходы ШИМ МК не могут быть изменены.

Кстати, за исключением ПИД-регулятора и ЖК-подпрограмм, все части программного обеспечения были объединены в один файл, чтобы дать компилятору наилучшую возможную оптимизацию. В качестве параметра оптимизации «-О» оправдал себя. Перед компиляцией не следует забывать вводить частоту использованного кристалла в Гц в настройках проекта. В Linux файл Makefile должен быть дополнен -DF_CPU 16000000, в AS4 в разделе «Настройки проекта -> Общие». Однако использование поставляемого * .aps в качестве шаблона проекта не требуется. Пакет программного обеспечения содержит все файлы для создания проекта с помощью AVR Studio 4.

Исходный код состоит из следующих файлов:

main.c, pid.c, lcd.c

и заголовочные файлы:

vfd.h, vfdtables.h, pid.h, lcd.h

Особое внимание заслуживает vfd.h. Здесь описаны все определения проекта. Если вы посмотрите main.c, вы найдете много констант, все они будут объявлены в vfd.h. Наиболее часто используемыми переменными являются скорость шага (inco), указатель на таблицу синусов (sinTableIncrement), амплитуду (amplitude) и отношение V/f (VperHz). Эти переменные хранятся непосредственно в регистрах для увеличения рабочей скорости. Вероятно, это было бы необязательно, но в качестве примера, использующего переменные прямого реестра, это может быть полезно и для других проектов. Другая переменная прямого регистра (fastFlags). Эта структура используется поразрядно, но здесь используются только 4 бита. Один бит для переключения между внешним и внутренним управлением, затем 2 бита для используемой формы сигнала (либо «неопределенный», либо «синус»), а затем еще один бит для желаемого направления вращения. Параметры отображения вычисляются с использованием целочисленной математики, так как числа с плавающей точкой следует избегать. Регулярное прерывание таймера вызывает процедуру «SpeedController» (после 200 переполнений таймера). Здесь, во внешнем режиме управления, вызывается ПИД-регулятор и вычисляются параметры отображения. Индикация ЖК-дисплея выполнена с использованием командного интерпретатора.

После сброса сначала инициализируются ЖК-дисплей и порты, и все предварительно назначеные переменные. За этим следует инициализация таймеров, прерываний, АЦП и ПИД-регулятора. После проверяется состояние перемычек и считывается EEPROM. Наконец, разрешается глобальное прерывание и, следовательно, начинается генерация частоты.

Во время процесса диагностические коды выводятся на ЖК-дисплей, чтобы сообщать о любых проблемах с «залипшими» клавишами или другими проблемами. В конце следует основной цикл, в котором запущен «командный интерпретатор» (execCommand).

Командный интерпретатор не делает ничего, кроме как сначала проверяет нажатые клавиши. Если он найдет одну или несколько нажатых клавиш, будет выполнена одна из функций. После этого ЖК-дисплей будет обновлен. Второй уровень команд делает это для расширенного меню, так как он работает одинаково. Все настройки гарантируют, что значения не могут быть «за пределом», так как это часто приводит к фатальным последствиям. Так, например, Невозможно переключить рабочую частоту от 0,1 Гц непосредственно до 162 Гц или установить «Dead-Time» в ноль.

Еще одно замечание по AVR Studio 4, последняя версия 4.19, чтобы избежать ошибок компиляции, вы должны использовать AVR Toolchain 3.3.1 — 1020, иначе вас будут беспокоить ошибки. В качестве альтернативы WinAVR подходит — например, версия 20100110.

Генерация синуса

Значения синусоид для трех фаз (U, V и W) сохранены в массиве, который находится в файле «vfdtables.h». Выходы фаз в настоящее время обозначаются L1, L2 и L3, а также R, S и T. Сгенерированная частота определяется тем, после скольких вызовов в ISR «TIMER1_CAPT» указатель увеличится в таблице. Если «inco», например «1», указатель в таблице увеличивается после 255 проходов, а следующее значение таблицы загружается в таймеры. Так как таблица имеет длину 192, это приводит к выходной частоте 0,635 Гц, что является следствием частоты повторения ШИМ 31,25 кГц/256 = 8,192 мс * 192. Если «inco» 255, следующее значение таблицы уже загружается после 1/31,25 кГц = 32 мкс, и это приводит к выходной частоте 1/(32мкс * 192) = 162,7 Гц. Направление вращения изменяется путем замены значений для V и W перед загрузкой таймеров. Доступ к таблице и загрузка таймеров ШИМ выполняются в процедуре прерывания переполнения таймера 1. Таким образом, эта процедура представляет собой ядро генерации синуса.

Для работы полумостов требуется использование паузы «Dead-Time», благодаря чему ни верхний, ни нижний ключи полумоста не могут быть включены одновременно. Без этой паузы происходило бы короткое замыкание, что ни в коем случае нельзя допустить. (Этот случай часто упоминается как «прострел»). Поскольку «Dead-Time» сильно зависит от используемых драйверов, пауза была сделана регулируемой. Процедура InsertDeadband вычисляет требуемое «Dead-Time» для каждого таймера перед записью значений ШИМ.

«Dead-Time» хранится в EEPROM. По соображениям безопасности используется минимальное значение вместо недопустимого, если есть ошибки чтения EEPROM или установлено слишком малое значение. Слишком большое значение «Dead-Time» не вредно, но ограничивает диапазон использования ШИМ и эффективность привода. Разумеется, при первоначальном запуске рекомендуется установить большое значение «Dead-Time», а затем уменьшить его при соблюдении текущего потребления. Единица «Dead-Time» (DEAD_TIME_HALF), отображаемая на дисплее, представляет собой время одного цикла МК. Полученное «Dead-Time» на полумосте в два раза выше, чем цикл МК. В показанном примере было использовано значение 20, что привело к значению «Dead-Time» (2*20*62,5 нс = 2500 нс). Для быстрых MOSFET или IGBT это значение может быть уменьшено. Потребление тока можно измерить на шунте R7. Внимание: эта часть не отделена от сети гальванически и с ней следует обращаться с осторожностью. Прямое соединение между GNDI и PE неизбежно приводит к повреждению элементов при подаче питания.

Форма сигнала фаз адаптирована к работе двигателей в приведенной таблице. Другие формы сигнала могут быть сформированы путем замены значений таблицы. Опция «#define PURE_SINE_DRIVE» теперь находится в vfd.h. В этом случае генерируются 3 стандартные синусоиды с фазовым сдвигом на 120° без типичных двугорбых синусоид для BLDC. Если МК работает с частотой, отличной от 16 МГц, параметр «DIVISIONEER» в файле «vfd.h» также должен быть изменен так, чтобы дисплей работал правильно. Если вам нужен только источник переменного тока, вы должны заменить таблицу на реальные значения синуса (как указано в обновлении) и создать только два выходных каскада. Между двумя выходами преобразователя будет регулируемый потенциал переменного тока.

При вращении двигателя с полной скоростью не следует изменять направление вращения на противоположное. В любом случае рекомендуется остановить двигатель, а затем изменить направление вращения.

Скалярное(Вольт-частотное) управление (V/f)

Скалярное управление является наиболее часто используемым методом для преобразователей частоты. При скалярном методе управления, скорость асинхронного электродвигателя контролируется установкой величины напряжения и частоты статора, таким образом, чтобы магнитное поле в зазоре поддерживалось на нужной величине. Для поддержания постоянного магнитного поля в зазоре, отношение В/Гц должно быть постоянным на разных скоростях. На низких оборотах необходимо компенсировать падение напряжения на сопротивлении статора, поэтому отношение В/Гц на низких оборотах устанавливают выше чем номинальное значение. Скалярный метод управления наиболее широко используется для управления асинхронными электродвигателями.

Характеристика «Вольт/частота» означает, что двигатель работающий на 100% частоте может работать с полным номинальным напряжением, но с понижением частоты также должно быть отрегулировано рабочее напряжение. Например на двигатель работающий на 50% от номинальной частоты не должно подаваться более 50% рабочего напряжения и т. Д. Точные значения различны и поэтому должны быть взяты из документации на двигатель или определены путем проб и ошибок.

Индикация обеспечивает достигнутый крутящий момент («мощность») двигателя. Он должен быть не больше, чем может обеспечить двигатель. Громкий шум, например, знак слишком большого напряжения, отношение V/f должно быть меньше. Тем не менее, часто достаточно предоставить двигателю 100% рабочее напряжение при номинальной частоте (например, 50 Гц), а на пониженной частоте МК также пропорционально уменьшит среднее напряжение на обмотках двигателя.

Схема устройства

В схеме не используются какие-либо специальные компоненты. 5-вольтовый DC-DC преобразователь используется от зарядки мобильного телефона, а в случае 18-Вольтового преобразователя был использован небольшой источник питания для светодиодных светильников, где путем изменениея номиналов компонентов было увеличено напряжение с 12 до 18 Вольт. Требуемый ток зависит от выбранной микросхемы драйвера полумоста и ключей, находится в пределах около 150 мА для всех трех каналов. Как всегда, хорошая гальваническая развязка максимально важна для компонентов драйвера. Импульсы в нагрузке, вызванные переключением затворов, должны сглаживаться конденсаторами, как показано на схеме. 5-вольтовая часть питания потребляет около 40-80 мА без подсветки ЖК-дисплея, а львиная доля идет на светодиоды оптопар. Импульсные источники питания (например, зарядное от мобильного телефона) питаются от сети переменного тока. Так как в схеме имеется диодный мост B1, можно удалить внутренние диодные мосты этих источников питания и подключится уже к сети постоянного тока V+.

Известно, что частотные преобразователи генерируют высокочастотные импульсы поэтому необходимо исключить попадание их в бытовую сеть.Также желательно, чтобы более длинные провода от выхода преобразователя до потребителя были экранировны, либо проходили через фильтр непосредственно на выходе преобразователя. Частота ШИМ составляет около 31 кГц и имеет крутые фронты, поэтому необходимо уделить не мало внимания для подавления этих помех. Конденсаторы C15 — C18 должны быть класса X2, причем C17/C18 типа Y. Подходящими являются специально предназначенные конденсаторы для подавления помех, если они имеют необходимый диэлектрический запас прочности. Как видно на рисунке, я использовал готовый сетевой фильтр с разъемом для шнура питания. Шунт R7 (шунт) должен выдерживать рабочий ток двигателя, я использовал 5-ваттный керамический резистор. Высокий пусковой ток, когда конденсатор постоянного тока не заряжен, ограничен R11, высокоамперный NTC, который также распространен в блоках питания ПК. здесь хорошо подходит тип 644, например, Philips.

Кстати, 18 Вольт используются только потому, что доступные мне в данный момент оптопары типа 3120 требуют напряжения питания не менее 16 вольт. Если бы у меня были оптопары типа HCPL3180, 12 Вольт было бы достаточно.

Показанный на схеме выходной каскад (показана только одна фаза, две другие идентичны) имеет встроенную токовую защиту, реализованную на шунте R7 и транзисторах T1 и T2. Если ток потребления слишком высок (около 2 А), T1 открывается и включает T2. Высокий уровень на коллекторе T2 активирует вход отключения микросхемы драйвера. Дросселя L4 и L3 должны быть сильноточными, имеющими запас по максимальному току двигателя.

Конденсаторы, подключенные параллельно кнопкам, предотвращают поступление помех от соседних линий LCD и PWM и обеспечивают минимальный ток на кнопках. Кнопки циклически опрашиваются командный интерпретатором и, следовательно, не требуют отдельной функции антидребезга.

Рядом с ISP разъемом имеется дополнительный разъем SV1. К его контактам могут быть подключены два аналоговых сигнала (контакты 6 и 8). Контакт 6 (5 канал АЦП) управляет отношением V/f, сигнал управления частотой подается на контакт 8 (4 канал АЦП). Контакт 4 переключает между внешним (АЦП) и внутренним (кнопка и ЖК-дисплей) управлением. Когда контакт замкнут на землю, система переключается на внешнее управление. Контакт 2 используется для изменения направления вращения двигателя.

Важным замечанием является различие между GND и GNDI: GND — это часть питания управляющей электроники, отделенная от сети, в то время как GNDI подключается напрямую к сети. Ни при каких обстоятельствах нельзя соединять GND и GNDI! Наоборот, в любом случае следует соблюдать достаточные безопасные расстояния. Поэтому в моем прототипе плата управления и питания полностью отделены друг от друга и соединены только платой оптопар.

Выводы

Из-за простоты управляющей части и использования стандартных компонентов представленный преобразователь частоты является достойным проектом, чтобы продемонстрировать возможности современных микроконтроллеров и поэкспериментировать с управлением двигателями. В зависимости от используемого выходного каскада возможно управлять другими типами двигателей, например, от электромобилей, жестких дисков, зеркальных головок лазерных принтеров. Изменение частоты ШИМ, производится в подпрограмме TimersInit(). Другие настройки прескалера для всех 3-х таймеров могут изменены с помощью битов «CSx1», в настоящее время установленных на 0. Конечно, MК также может работать с внутренним генератором 8 МГц. Это дает еще два свободных контакта порта, например, для осуществления обратной связи по току или контроль скорости.

Внешнее управление аналоговыми входами позволяет использовать привода серводвигателей, таких как «Capstan» и, например этими средствами стабилизировать PLL. Встроенный ПИД-регулятор с регулируемыми параметрами позволяет адаптировать его к широкому кругу задач. В любом случае мне интересно, что читатель может подумать о дополнениях, и я с нетерпением жду предложений и идей. Еще одно замечание: стоит сравнить цены различных возможных контроллеров. Зачастую «большой» ATmega328 теперь дешевле купить, чем его младших братьев. Если используется другой контроллер (Mega88, 168 и 328 все совместимы друг с другом), это следует учитывать в настройках проекта.

Автор: Matthias S

Файлы к статье «Частотный преобразователь для асинхронного двигателя на AVR»

Описание:

Исходный код(Си), схема Eagle

Размер файла: 202.

16 KB Количество загрузок:
2 041

Скачать

Простая схема трехфазного инвертора

В статье обсуждается, как сделать схему трехфазного инвертора, которую можно использовать в сочетании с любой обычной однофазной схемой инвертора прямоугольной формы. Схема была запрошена одним из заинтересованных читателей этого блога.

ОБНОВЛЕНИЕ : Ищете дизайн на базе Arduino? Вы можете найти это полезным:

3-фазный инвертор Arduino

Принципиальная схема

Трехфазная нагрузка может работать от однофазного инвертора, используя следующие поясненные этапы схемы.

В основном задействованные каскады можно разделить на три группы:

На первой диаграмме ниже показан каскад генератора ШИМ, его можно понять по следующим пунктам:

Осциллятор и каскад ШИМ

Схема подключения микросхемы IC 4047 стандартный триггерный выходной генератор со скоростью желаемой частоты сети, установленной VR1 и C1.

Двухтактный ШИМ с заданными размерами теперь доступен на переходе E / C двух транзисторов BC547.
Эта ШИМ подается на вход трехфазного генератора, описанного в следующем разделе.

Следующая схема показывает простую схему трехфазного генератора, которая преобразует указанный выше входной двухтактный сигнал в 3 дискретных выхода, сдвинутых по фазе на 120 градусов.

Эти выходы дополнительно делятся на отдельные двухтактные каскады, сделанные из каскадов НЕ вентилей. Эти 3 дискретных, сдвинутых по фазе на 120 градусов, двухтактных ШИМ теперь становятся питающими входными сигналами (HIN, LIN) для заключительного 3-фазного каскада драйвера, описанного ниже.

В этом генераторе сигналов используется один источник питания 12 В, а не два источника питания.

Полное объяснение можно найти в этой статье о генераторе трехфазных сигналов.

На схеме ниже показан каскад схемы с трехфазным инвертором, использующий конфигурацию H-мостовых МОП, которая принимает ШИМ с фазовым сдвигом из вышеприведенного каскада и преобразует их в соответствующее высокое напряжение. Выходы переменного тока для работы с подключенной трехфазной нагрузкой, обычно это трехфазный двигатель.

Высокое напряжение 330 в отдельных секциях драйверов МОП-транзисторов получается от любого стандартного однофазного инвертора, встроенного в показанные стоки МОП-транзисторов для питания желаемой трехфазной нагрузки.

Трехфазный полномостовой каскад драйвера

В приведенной выше схеме трехфазного генератора (вторая последняя диаграмма) использование синусоидальной волны не имеет смысла, потому что 4049 в конечном итоге преобразует ее в прямоугольные волны и, более того, в микросхемы драйвера. в последней конструкции используются цифровые ИС, которые не реагируют на синусоидальные волны.

Следовательно, лучше использовать трехфазный генератор прямоугольных сигналов для питания последнего каскада драйвера.

Вы можете обратиться к статье, в которой объясняется, как сделать схему 3-фазного солнечного инвертора, чтобы понять работу ступени генератора 3-фазных сигналов и детали реализации.

Использование IC IR2103

Относительно более простая версия вышеупомянутой схемы трехфазного инвертора может быть изучена ниже с использованием ICS полумостового драйвера IC IR2103. В этой версии отсутствует функция выключения, поэтому, если вы не хотите включать функцию выключения, вы можете попробовать следующий более простой дизайн.

Упрощение вышеуказанных схем

В описанной выше схеме 3-фазного инвертора каскад 3-фазного генератора выглядит излишне сложным, и поэтому я решил поискать альтернативный более простой вариант для замены этой конкретной секции.

После некоторых поисков я нашел следующую интересную схему трехфазного генератора, которая выглядит довольно простой и понятной с ее настройками.

Следовательно, теперь вы можете просто полностью заменить описанную ранее микросхему IC 4047 и секцию операционного усилителя и интегрировать эту конструкцию с входами HIN, LIN в схему 3-фазного драйвера.

Но помните, что вам все равно придется использовать вентили N1 —- N6 между этой новой схемой и полной мостовой схемой драйвера.

Создание схемы солнечного трехфазного инвертора

До сих пор мы узнали, как сделать базовую схему трехфазного инвертора, теперь мы увидим, как солнечный инвертор с трехфазным выходом может быть построен с использованием очень обычных ИС и пассивных компонентов. .

Концепция в основном та же, я только что изменил каскад трехфазного генератора для приложения.

Основное требование к инвертору

Для получения трехфазного выхода переменного тока от любой однофазной или постоянного тока нам потребуются три основных каскада схемы:

Трехфазная схема генератора или процессора
Трехфазная схема силового каскада драйвера.
Схема повышающего преобразователя
Панель солнечных батарей (соответствующая номинальная мощность)

Чтобы узнать, как согласовать солнечную панель с батареей и инвертором, вы можете прочитать следующее руководство:

Расчет солнечных панелей для инверторов

В этой статье можно изучить один хороший пример, который объясняет простую схему трехфазного инвертора

В настоящий проект мы также включаем эти три основных этапа, давайте сначала узнаем о схеме процессора трехфазного генератора из следующего обсуждения:

Как это Работает

На схеме выше показана базовая схема процессора, которая выглядит сложной, но на самом деле это не так.Схема состоит из трех частей: IC 555, который определяет 3-фазную частоту (50 Гц или 60 Гц), IC 4035, который разделяет частоту на необходимые 3 фазы, разделенные фазовым углом 120 градусов.

R1, R2 и C должны быть соответствующим образом выбраны для получения частоты 50 Гц или 60 Гц при рабочем цикле 50%.

8 номеров НЕ вентилей от N3 до N8 можно увидеть включенными просто для разделения сгенерированных трех фаз на пары высоких и низких логических выходов.

Эти шлюзы НЕ могут быть получены от двух ИС 4049.

Эти пары высоких и низких выходов на показанных вентилях НЕ становятся важными для питания нашего следующего трехфазного силового каскада драйвера.

В следующем объяснении подробно описывается схема драйвера трехфазного МОП-транзистора от солнечной батареи

Примечание. Вывод выключения должен быть подключен к линии заземления, если он не используется, иначе схема не будет работать

Как видно из приведенного выше На рисунке эта секция построена на трех отдельных микросхемах драйверов полумоста, использующих IRS2608, которые предназначены для управления парами МОП-транзисторов с высокой и низкой стороны.

Конфигурация выглядит довольно простой, благодаря этой сложной микросхеме драйвера от International Rectifier.

Каждый каскад ИС имеет свои собственные входные контакты HIN (высокий вход) и LIN (низкий вход), а также соответствующие контакты питания Vcc / заземления.

Все Vcc необходимо соединить вместе и подключить к линии питания 12 В первой цепи (контакты 4/8 IC555), чтобы все каскады схемы стали доступны для источника питания 12 В от солнечной панели.

Точно так же все контакты заземления и провода должны быть объединены в общую шину.

HIN и LIN должны быть объединены с выходами, генерируемыми вентилями NOT, как указано на второй диаграмме.

Вышеупомянутая схема обеспечивает трехфазную обработку и усиление, однако, поскольку трехфазный выход должен быть на уровне сети, а солнечная панель может быть рассчитана максимум на 60 В, мы должны иметь схему, которая позволила бы повысить это низкое напряжение 60 вольт солнечной панели до необходимого уровня 220 или 120 вольт.

Использование понижающего / повышающего преобразователя на базе микросхемы IC 555

Это можно легко реализовать с помощью простой схемы повышающего преобразователя на базе микросхемы 555, которая может быть изучена ниже:

Опять же, показанная конфигурация повышающего преобразователя с 60 В на 220 В выглядит не так сложно и может быть сконструирован с использованием самых обычных компонентов.

IC 555 сконфигурирован как нестабильный с частотой приблизительно от 20 до 50 кГц. Эта частота подается на затвор переключающего МОП-транзистора через двухтактный BJT-каскад.

Сердце схемы повышения напряжения сформировано с помощью компактного трансформатора с ферритовым сердечником, который принимает частоту возбуждения от МОП-транзистора и преобразует входное напряжение 60 В в требуемый выход 220 В.

Это 220 В постоянного тока, наконец, присоединяется к ранее объясненному каскаду драйвера МОП-транзистора через стоки трехфазных МОП-транзисторов для достижения трехфазного выходного напряжения 220 В.

Трансформатор повышающего преобразователя может быть построен на любом подходящем узле сердечник / катушка EE с использованием первичной обмотки 1 мм 50 витков (два 0.5-миллиметровый бифилярный магнитный провод параллельно) и вторичный с использованием магнитного провода диаметром 0,5 мм с 200 витками

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Схема драйвера затвора

для трехфазного инвертора: 9 шагов

В этом разделе будут представлены и проанализированы детали конструкции.

Список компонентов

• Оптопара 4n35

• Драйвер IR2110 ИС

• Транзистор 2N3904

• Диод (UF4007)

000 • Стабилитрон 92000

• Стабилитрон 92000

•

• Стабилитрон

•

• ATiny85

> Оптопара

Оптопара 4n35 использовалась для оптической изоляции микроконтроллера от остальной схемы. Выбранное сопротивление основывается на формуле:

Сопротивление = LedVoltage / CurrentRating

Сопротивление = 1. 35 В / 13,5 мА

Сопротивление = 100 Ом

Выходное сопротивление, действующее как понижающее сопротивление, составляет 10 кОм для правильного развития напряжения на нем.

> IR 2110

Это ИС управления затвором, обычно используемая для управления полевыми МОП-транзисторами. Это ИС драйвера на стороне высокого и низкого напряжения на 500 В с типичным источником 2,5 А и токами стока 2,5 А в корпусе ИС с 14 выводами.

> Конденсатор начальной загрузки

Самым важным компонентом ИС драйвера является конденсатор начальной загрузки.Конденсатор начальной загрузки должен обеспечивать этот заряд и сохранять свое полное напряжение, в противном случае будет значительная пульсация напряжения Vbs, которая может упасть ниже блокировки пониженного напряжения Vbsuv и привести к прекращению работы выхода HO. Следовательно, заряд конденсатора Cbs должен быть как минимум вдвое выше вышеуказанного значения. Минимальное значение емкости конденсатора можно рассчитать по приведенному ниже уравнению.

C = 2 [(2Qg + Iqbs / f + Qls + Icbs (утечка) / f) / (Vcc − Vf −Vls − Vmin)]

Где as

Vf = прямое падение напряжения на диоде начальной загрузки

VLS = падение напряжения на полевом транзисторе нижней стороны (или нагрузке для драйвера высокой стороны)

VMin = минимальное напряжение между VB и VS

Qg = заряд затвора полевого транзистора высокой стороны

F = рабочая частота

Icbs (утечка ) = Ток утечки начального конденсатора

Qls = заряд сдвига уровня, необходимый за цикл

Мы выбрали значение 47 мкФ.

> Транзистор 2N3904

2N3904 — это обычный NPN-транзистор с биполярным переходом, используемый для универсальных маломощных усилительных или коммутационных приложений. Он может выдерживать ток 200 мА (абсолютный максимум) и частоты до 100 МГц при использовании в качестве усилителя.

> Диод (UF4007)

Полупроводник I-типа с высоким сопротивлением используется для обеспечения значительно более низкой емкости диода (Ct). В результате PIN-диоды действуют как переменный резистор с прямым смещением и ведут себя как конденсатор с обратным смещением.Высокочастотные характеристики (низкая емкость обеспечивает минимальное влияние сигнальных линий) делают их пригодными для использования в качестве элементов переменного резистора в самых разных приложениях, включая аттенюаторы, переключение высокочастотных сигналов (например, мобильные телефоны, требующие антенны) и схемы АРУ.

> Стабилитрон

Стабилитрон — это особый тип диода, который, в отличие от обычного, позволяет току течь не только от анода к катоду, но и в обратном направлении, когда стабилитрон напряжение достигнуто.Используется как регулятор напряжения. Стабилитроны имеют сильно легированный p-n переход. Обычные диоды также будут выходить из строя при обратном напряжении, но напряжение и резкость изгиба не так хорошо определены, как для стабилитрона. Также нормальные диоды не предназначены для работы в области пробоя, но стабилитроны могут надежно работать в этой области.

> Реле

Реле — это переключатели, которые размыкают и замыкают цепи электромеханическим или электронным способом.Реле управляют одной электрической цепью, размыкая и замыкая контакты в другой цепи. Когда контакт реле нормально разомкнут (NO), есть разомкнутый контакт, когда реле не находится под напряжением. Когда контакт реле является нормально замкнутым (NC), это замкнутый контакт, когда реле не находится под напряжением. В любом случае, подача электрического тока на контакты изменит их состояние

> И GATE 7408

Логический вентиль И — это тип цифрового логического элемента, выход которого переходит ВЫСОКИЙ на логический уровень 1, когда все его входы HIGH

> ATiny85

Это маломощный микроконтроллер Microchip на базе 8-битного AVR RISC, объединяющий 8-килобайтную память ISP, память 512B EEPROM, 512-байтную SRAM, 6 линий ввода-вывода общего назначения 32 рабочих регистра общего назначения, один 8-битный таймер / счетчик с режимами сравнения, один 8-битный высокоскоростной таймер / счетчик, USI, внутренние и внешние прерывания, 4-канальный 10-битный аналого-цифровой преобразователь.

Схема трехфазного синусоидального инвертора с использованием Arduino

В этом проекте трехфазный синусоидальный инвертор спроектирован с использованием микроконтроллера Atmega2560. Трехфазный синусоидальный преобразователь используется во многих приложениях. Он используется во многих промышленных и бытовых приложениях. Трехфазный синусоидальный инвертор чаще используется в силовой электронике, где потребляемая мощность превышает 10 кВА. Трехфазный инвертор используется при тестировании трехфазного оборудования.Он также используется для привода трехфазного асинхронного двигателя. Он также применяется в управлении скоростью асинхронного двигателя с помощью микроконтроллера . Я уже публиковал статьи об однофазном синусоидальном инверторе с использованием микроконтроллера PIC16F877A , а также вы можете прочитать мою статью о модифицированном синусоидальном инверторе . Солнечные инверторы также используются в проектах на базе солнечных систем .

Работа трехфазного синусоидального инвертора

Рекомендуется использовать для приложений с высокой мощностью.Его можно спроектировать, подключив к три однофазных полумостовых преобразователя . Все три моста должны работать так, чтобы все они не совпадали по фазе на 120 градусов друг с другом. Трехфазный синусоидальный инвертор разработан с использованием микроконтроллера Arduino. Arduino используется для генерации сигналов SPWM для управления схемами драйвера затвора, как показано на рисунке ниже. Эти SPWM-сигналы сдвинуты по фазе на 120 градусов друг с другом. Если вы не знаете, кто генерирует синусоидальный сигнал широтно-импульсной модуляции, я рекомендую вам прочитать мою статью о генерации SPWM с помощью микроконтроллера PIC.Прочитав эту статью, вы получите представление о том, как сгенерировать эти сигналы для драйвера MOSFET, драйверы , которые, в свою очередь, используются для управления MOSFET трехфазного моста H. На рисунке ниже показаны формы сигналов стробирующих сигналов, разнесенных на 120 градусов друг от друга. Чтобы полностью разобраться в работе этого инвертора, рекомендую прочитать любую книгу по силовой электронике.

Компоненты трехфазного синусоидального инвертора

Ниже приведены основные компоненты трехфазного синусоидального инвертора:

Arduino Atmega2560 — основные компоненты этого проекта.Это можно сказать сердце этого проекта. Он используется для управления всем сигналом, и он используется для генерации прямоугольной волны 50 Гц и сигнала SPWM, который подается на драйверы MOSFET, которые используются для управления Mosfet. Три контакта 5, 9 и 10 используются для генерации трех прямоугольных сигналов частотой 50 Гц, а контакты с номерами 22, 23 и 24 используются для генерации SPWM. Для генерации этих сигналов используются таймеры. Таблица поиска из 50 значений хранится в памяти Arduino, которая вызывается снова и снова для генерации синусоидального сигнала.
Драйвер полевого МОП-транзистора IR2112 : Он используется для управления полевым МОП-транзистором трехфазного Н-моста.Если вы не знаете, как использовать схему драйвера затвора. Я рекомендую вам сначала прочитать об этом, прежде чем переходить к трехфазному синусоидальному инвертору.
LC-фильтр: он также является основным компонентом этого проекта. Он используется для устранения высокочастотной составляющей выходного напряжения трехфазного Н-моста. Вы можете найти конденсатор надлежащей стоимости на рынке. Но индуктор нужно спроектировать самостоятельно. Вы можете проверить , как спроектировать индуктор , если вы хотите спроектировать индуктор.
Остальные компоненты — это просто резисторы, диоды и конденсаторы, которые легко использовать, если вы знаете, как использовать вышеупомянутые компоненты.

Итак, чтобы спроектировать трехфазный синусоидальный инвертор, вы должны знать, как использовать вышеупомянутые электронные компоненты . Но самое главное, вы должны иметь представление о том, как написать для него программу с помощью микроконтроллера.

Видео результаты трехфазного синусоидального инвертора

Посмотрите следующее видео, если вы хотите проверить результаты в Proteus. Proteus не будет моделировать эту схему в реальном времени из-за использования высокоиндуктивных и емкостных компонентов.Системе потребуется некоторое время для получения результатов из-за чрезмерной загрузки процессора.

Принципиальная схема трехфазного синусоидального инвертора

Показана принципиальная схема. Это большая принципиальная схема, и ее трудно правильно отобразить на одном изображении, но все же вы можете получить представление об этой принципиальной схеме. Я использовал три однофазных моста для моделирования этой схемы в Proteus, но при реализации в реальном времени мы использовали только один трехфазный H-мост.вы можете использовать одиночный трехфазный мост H при реализации в реальном времени.

Код

для трехфазного инвертора платный. Если вы хотите приобрести код и симуляцию, вы можете купить с этой кнопкой

Цепь

, работа и ее применение

Инвертор — это силовое электронное устройство, используемое для изменения мощности с одной формы на другую, например, с постоянного тока на переменный, с необходимой частотой и напряжением o / p. Классификация может быть сделана на основе источника питания, а также соответствующей топологии в силовой цепи.Таким образом, они делятся на два типа (инвертор источника напряжения) и CSI (инвертор источника тока). Инвертор типа VSI имеет источник постоянного напряжения с меньшим сопротивлением на входных клеммах инвертора. Инвертор типа CSI имеет источник постоянного тока с высоким сопротивлением. В этой статье обсуждается обзор трехфазного инвертора, такого как схема, работа и его применение.

Что такое трехфазный инвертор?

Определение: Мы знаем, что инвертор преобразует постоянный ток в переменный.Мы уже обсуждали разные типы инверторов. Трехфазный инвертор используется для изменения постоянного напряжения на трехфазный переменный ток. Как правило, они используются в приводах большой мощности и частотно-регулируемого привода, таких как передача энергии постоянного тока высокого напряжения.

Трехфазный инвертор

В трехфазном инверторе мощность может передаваться по сети с помощью трех разных токов, которые не совпадают по фазе друг с другом, тогда как в однофазном инверторе мощность может передаваться через одну фазу. .Например, если у вас дома трехфазное подключение, то инвертор можно подключить к одной из фаз.

Принцип работы

Принцип работы трехфазного инвертора заключается в том, что он включает в себя три однофазных инверторных переключателя, каждый из которых может быть подключен к клемме нагрузки. Для базовой системы управления работа трех переключателей может быть синхронизирована, так что один переключатель работает на каждые 60 градусов основной формы сигнала o / p для создания формы сигнала между строками o / p, включающего шесть шагов.Эта форма волны включает в себя ступень нулевого напряжения среди двух секций, таких как положительная и отрицательная прямоугольная волна. После того, как к этим сигналам будут применены методы ШИМ, основанные на несущей, тогда можно будет взять базовую форму сигнала, так что третья гармоника, включая ее кратные, будет подавлена.

Однофазный инвертор

Эти инверторы доступны двух типов, например, полумостового типа и полумостового типа.

Цепь инвертора полумостового типа в основном используется для преобразования постоянного тока в переменный.Это может быть достигнуто путем размыкания и замыкания переключателей в правильной последовательности. Этот тип инвертора включает четыре разных рабочих состояния, когда эти переключатели работают на замкнутых переключателях.

Схема инвертора полумостового типа является основным строительным блоком в инверторе полумостового типа. Этот инвертор включает в себя два переключателя, каждый из которых включает конденсаторы с выходным напряжением. Кроме того, эти переключатели дополняют друг друга, потому что если первый переключатель включен, то оставшийся переключатель будет выключен.

Конструкция / принципиальная схема трехфазного инвертора

Принципиальная схема трехфазного инвертора показана ниже. Основная функция этого типа инвертора — изменить вход постоянного тока на выход трехфазного переменного тока. Базовый трехфазный инвертор включает в себя 3 однофазных инверторных переключателя, каждый из которых может быть подключен к одной из трех нагрузочных клемм.

Схема трехфазного инвертора

Обычно три плеча этого инвертора задерживаются на угол 120 градусов для генерации трехфазного источника переменного тока.
Переключатели, используемые в инверторе, имеют передаточное отношение 50%, и переключение может происходить через каждые 60 градусов. Такие переключатели, как S1, S2, S3, S4, S5 и S6, будут дополнять друг друга. В этом случае три однофазных инвертора подключаются к аналогичному источнику постоянного тока. Напряжения на полюсах в трехфазном инверторе эквивалентны напряжениям на полюсах в полумостовом инверторе с одной фазой.

Два типа инверторов, такие как однофазный и трехфазный, включают два режима проводимости, например 180 градусов. режим проводимости и режим проводимости 120 градусов.

Режим проводимости 180 °

В этом режиме проводимости каждое устройство будет находиться в режиме проводимости на 180 °, где они активируются с интервалами 60 °. Выходные клеммы, такие как A, B и C, подключены к соединению нагрузки по схеме звезды или трехфазного треугольника.

Сбалансированная нагрузка

Сбалансированная нагрузка для трех фаз поясняется на следующей диаграмме. В диапазоне от 0 до 60 градусов переключатели, такие как S1, S5 и S6, находятся в режиме проводимости. Клеммы нагрузки, такие как A и C, связаны с источником в его положительной точке, тогда как клемма B связана с источником в его отрицательной точке.Кроме того, сопротивление R / 2 доступно между двумя концами нейтрали и положительной клеммы, тогда как сопротивление R доступно между нейтралью и отрицательной клеммой.

В этом режиме напряжения нагрузки указаны ниже.

VAN = V / 3,

VBN = −2V / 3,

VCN = V / 3

Ниже приведены линейные напряжения.

VAB = VAN — VBN = V,

VBC = VBN — VCN = −V,

VCA = VCN — VAN = 0

120 ° Режим проводимости

В этом типе проводимости , каждое электронное устройство будет в состоянии проводимости на 120 °.Он подходит для соединения треугольником внутри нагрузки, поскольку в результате получается шестиступенчатая форма волны на одной из ее фаз. Таким образом, в любой момент только эти устройства будут проводить каждое устройство, которое будет проводить только на 120 °.

Подключение клеммы «A» к нагрузке может быть выполнено через положительный конец, тогда как клемма B может быть подключена к отрицательной клемме источника. Клемма «C» на нагрузке будет находиться в проводящем состоянии, это называется плавающим состоянием. Кроме того, фазные напряжения эквивалентны напряжениям нагрузки, указанным ниже.

Фазные напряжения равны линейным напряжениям, поэтому

VAB = V

VBC = −V / 2

VCA = −V / 2

Трехфазный инвертор Приложения

Применение этого К типу инвертора относятся следующие.

Эти инверторы используются в приводах переменной частоты.
Используются в приложениях большой мощности, таких как передача энергии постоянного тока высокого напряжения.
Трехфазный прямоугольный инвертор используется в цепи ИБП и недорогой цепи твердотельного зарядного устройства.

Таким образом, это все о трехфазном инверторе, принципе работы, конструкции или принципиальной схеме, режимах проводимости и их применениях. Трехфазный инвертор используется для преобразования постоянного тока в переменный ток. Он включает в себя три плеча, которые обычно смещены на угол 120 ° для создания трехфазного источника переменного тока. Переключатели в инверторе имеют передаточное отношение 50%, и переключение происходит после каждого T / 6 времени с интервалом угла 60 °. Вот вам вопрос, какие типы инверторов доступны на рынке?

Преимущества вращающегося фазового преобразователя по сравнению с трехфазным и трехфазным генератором от электросети

Действительно, существуют и другие варианты обеспечения трехфазного питания для вашего оборудования.У каждого варианта есть свои плюсы, но все зависит от того, что доступно вам и вашей ситуации. Возможны варианты получения трехфазного питания через вашу сеть, газовый или дизельный генератор или через вращающийся фазовый преобразователь. Здесь мы приводим разбивку затрат, связанных с каждым вариантом, чтобы вы могли принять обоснованное решение о том, какой маршрут лучше всего подходит для вас.

Трехфазный генератор

Этот вариант хорош, если на объекте нет электричества. Эти генераторы могут работать на газе или дизельном топливе.Генераторы также доступны как в однофазном, так и в трехфазном исполнении. Доступно много разных размеров в зависимости от конкретных потребностей. Цена также зависит от размера генератора и может сильно варьироваться.

Для оценки этого варианта мы можем посмотреть на эксплуатационные расходы генератора. С генератором эксплуатационные расходы будут колебаться в зависимости от стоимости масла, как и при вождении наших автомобилей. По этой причине мы оцениваем ваши затраты на создание мощности, отключенной от генератора, в среднем в размере 0,46 доллара США за (кВт-час).Затем, когда это двигатель, который работает для создания мощности, вы должны идти в ногу со стандартным графиком технического обслуживания двигателя. Этот вариант обеспечивает трехфазное питание, но качество питания может варьироваться в зависимости от производителя генератора.

Трехфазное оборудование

Обычно это первый вариант, который приходит на ум, когда кто-то думает о трехфазном питании. Трехфазное питание от энергокомпании не всегда доступно во всех областях, и если оно есть, то это может быть запрещено по затратам.В среднем стоимость трехфазного электроснабжения составляет около 50 000 долларов за милю плюс затраты на подготовку площадки. Средняя стоимость использования составляет около 0,10 доллара США за (кВт-час) плюс минимальные требования к использованию и плата за потребление. При трехфазном питании от электросети качество электроэнергии составляет примерно 10% от баланса напряжений на трех ветвях. Если вы выбираете трехфазное энергоснабжение, неплохо было бы провести настоящий анализ затрат, чтобы заранее узнать все ваши затраты, прежде чем вкладывать средства в его внедрение.

Цифровой поворотный преобразователь фазы

Цифровой вращающийся фазовый преобразователь — очень экономичный вариант для обеспечения вашего магазина трехфазным питанием. Этот выбор дает вам возможность запускать трехфазное оборудование от однофазного источника питания, будь то энергокомпания, генератор или солнечная энергосистема. Цифровой фазовый преобразователь American Rotary доступен во многих различных размерах. Вы можете адаптировать свои потребности для работы от одной нагрузки за один раз до трехфазного режима работы.Поскольку преобразователь доступен в широком диапазоне размеров, он также очень доступен по сравнению с другими трехфазными вариантами.

Одна вещь, которую многие люди опасаются при работе со своим оборудованием, — это качество потребляемой энергии. Это может быть верным утверждением в зависимости от используемой вами ротационной системы. Однако это не так с американской системой Rotary. В наших линиях цифровых вращающихся фазовых преобразователей (AD, ADX и AI) мы используем наш запатентованный контроллер MicroSmart. Этот цифровой контроллер контролирует и контролирует ваши напряжения на трех ветвях питания, обеспечивая точный баланс напряжения для вашего оборудования и добавляя дополнительные отказоустойчивые функции к работе фазового преобразователя.Контролируя ваше напряжение каждые 50 миллисекунд и обеспечивая лучший контроль напряжения, это помогает продлить срок службы вашего преобразователя, позволяет значительно увеличить нагрузочную способность (ADX и AI) и более эффективно управлять вашим оборудованием.

Во всех ротационных фазовых преобразователях American мы используем индукционный генератор специальной конструкции в качестве холостого хода. Он оснащен нашим генератором VIT, который представляет собой настоящий холостой ход с плавным пуском, который использует 1/3 пускового тока сопоставимого трехфазного двигателя. Эта технология также позволяет без каких-либо негативных последствий работать с фазовым преобразователем в режиме 24/7 без нагрузки или без нагрузки.Наши бездельники работают очень плавно, тихо и эффективно.

И, наконец, эта технология генерирует истинную трехфазную синусоидальную волну, позволяя вам использовать ваше оборудование на полном трехфазном питании от однофазного источника питания. У вас будет баланс напряжения около 5% или больше при измерении от ноги к ноге. Приблизительная стоимость эксплуатации фазового преобразователя составляет 0,12 доллара США за (кВт-час).

Наличие фазового преобразователя избавляет вас от необходимости беспокоиться о больших расходах на подведение трехфазного электроснабжения, минимальных требований к потреблению и необходимости беспокоиться о наличии топлива на месте для работы вашего генератора.Чтобы узнать, насколько доступно воплощение вашей американской мечты в реальность, свяжитесь с American Rotary сегодня.

Однофазные преобразователи в трехфазные

Запатентованная технология в наших вращающихся фазовых преобразователях позволяет нашим партнерам преобразовывать однофазное питание в трехфазное.

Электроэнергия переменного тока — это форма электричества, при которой мощность постоянно меняется в изменяющихся направлениях. С начала 19 века переменного тока используется в домах и на предприятиях.Тем не менее, для большинства предприятий и отраслей используется трехфазное питание переменного тока, обеспечиваемое однофазными преобразователями в трехфазные, поскольку оно рассчитано на более мощные нагрузки. Трехфазное питание состоит из 3-х проводов питания, каждый из которых сдвинут по фазе на 120 градусов. Схема «звезда» и «треугольник» используется для поддержания одинаковых нагрузок во вращающемся фазовом преобразователе.

В конфигурации треугольником нейтральный провод не используется. С другой стороны, конфигурация звезды использует как заземляющий, так и нейтральный провод.В системе однофазного преобразователя в трехфазную все три фазы обычно входят в цикл при 120 градусах. Однако, когда они завершат цикл в 360 градусов, каждая фаза будет иметь удвоенное пиковое напряжение. Основное отличие однофазного от трехфазного — постоянство подачи. В однофазном режиме мощность не подается с постоянной скоростью. С другой стороны, трехфазная мощность, обеспечиваемая однофазными преобразователями трехфазных, обеспечивает устойчивый поток мощности, который подается с постоянной скоростью.Это делает трехфазное питание от вращающихся фазовых преобразователей надежным и полностью способным выдерживать более тяжелые нагрузки.

Купите вращающиеся фазовые преобразователи прямо сейчас!

Наш большой выбор роторных фазопреобразователей на продажу действует как роторный электрогенератор. Они могут преобразовывать однофазное питание в трехфазное. Однофазные преобразователи в трехфазные делают это, используя однофазный двухлинейный источник питания от электросети, создавая третью линию питания.Если у вас есть какие-либо вопросы о фазовых преобразователях, позвоните в нашу команду по телефону (602) 640-0930 или заполните нашу контактную форму для получения поддержки. Phoenix Phase Converters также предлагает большой выбор трехфазных трансформаторов, электрических цепных тали, розеток и однофазных трансформаторов для удовлетворения требований вашего уникального применения.

Гарантия размера однофазного преобразователя в трехфазный
Политика возврата всех фазовых преобразователей без вопросов
Гарантия цен на все преобразователи фазы
Практически любые электрические потребности, которые у вас есть — просто спросите!

Магазин Наш Магазин

Как работает однофазный преобразователь в трехфазный

Преобразование однофазной электросети в трехфазное электричество возможно с помощью вращающегося фазового преобразователя.Даже в этом случае мало кто действительно понимает, как работает однофазный преобразователь в трехфазный. Свяжитесь со специалистом Phoenix Phase Converterters, чтобы узнать больше о роторных фазовых преобразователях. Чтобы ответить на этот вопрос, важно сначала понять, что такое вращающийся фазовый преобразователь.

Поворотный фазовый преобразователь преобразует однофазную энергию от электросети в трехфазную. Однофазные преобразователи в трехфазные позволяют добиться этого с помощью асинхронного электродвигателя-генератора. Роторные преобразователи фазы объединяют одиночную линию питания от асинхронного электродвигателя-генератора с двумя другими однофазными линиями, а затем вырабатывают мощность переменного тока, которая используется в трехфазных электродвигателях и нагрузках.

Таким образом, вращающиеся фазовые преобразователи

решают проблему преобразования электроэнергии из однофазной в трехфазную в местах, где это может быть слишком дорого или недоступно. Мы предлагаем большой выбор роторных фазопреобразователей, разработанных для всех типов применений. Phoenix Phase Converterters также предлагает большой ассортимент трансформаторов, контакторов и деталей для удовлетворения ваших потребностей. Позвоните нашей команде по телефону (602) 640-0930 или свяжитесь со специалистом онлайн для получения помощи.

Итак, как работают вращающиеся фазовые преобразователи?

Ротационные преобразователи фазы играют роль роторного генератора электроэнергии, который преобразует однофазную энергию из электросети в трехфазную.Преобразователь однофазного в трехфазный сам создает третью линию питания, которая объединяется с двумя линиями однофазного питания от поставщика коммунальных услуг. Это позволяет вращающемуся фазовому преобразователю создавать трехфазное питание, которое не только неотличимо от обычного трехфазного питания, но также является более точным, чем трехфазное питание от сетевого источника, когда все линии изменяются на 120 градусов.

При правильном размере вращающийся фазовый преобразователь уравновешивает все три выходных напряжения производимой трехфазной мощности по всем подключенным нагрузкам, что делает его гораздо более стабильным вариантом и подходящим для чувствительного к напряжению оборудования, такого как ЧПУ и сварочные аппараты.Если вы ищете доступные способы создания трехфазной мощности, мы рекомендуем приобрести вращающийся фазовый преобразователь. Однофазный преобразователь в трехфазный использует два механизма для выработки трехфазной мощности. Первый механизм, который использует каждый продаваемый фазовый преобразователь, — это панель управления, которая включает в себя схему запуска и работы, которая спроектирована для выработки эффективной и надежной энергии.

Высококачественный однофазный преобразователь в трехфазный предназначен для устранения проблем с напряжением в коммерческих приложениях.Второй механизм, который используется для создания надежного источника питания, — это трехфазный двигатель. Этот двигатель разработан для развития третьего канала питания для коммерческих проектов и приложений. В нашем каталоге однофазных преобразователей в трехфазные используются индукционные генераторы для производства трехфазной энергии.

В отличие от твердотельного оборудования, однофазные преобразователи в трехфазные позволяют организациям управлять разнообразным оборудованием от одного преобразователя вместо того, чтобы полагаться на несколько фазовых преобразователей. Поскольку однофазные преобразователи в трехфазные не могут регулировать напряжение данного образца электроэнергии, вам потребуется использовать трансформатор для приложений, требующих различных уровней напряжения. С коммерческим трансформатором можно запускать различные части оборудования при разных напряжениях от одного и того же однофазного преобразователя до трехфазного.

Купите наши фазовые преобразователи прямо сейчас!

Как работает цифровой преобразователь фазы?

В дополнение к вращающимся фазовым преобразователям мы также предлагаем цифровые вращающиеся фазовые преобразователи, которые разработаны для обеспечения безопасной и уравновешенной мощности, поскольку наши традиционные фазовые преобразователи вместе с нашим GPX предлагают компьютер, который контролирует и записывает напряжение и производительность в дополнение к управлению. фазовый преобразователь автоматически запускается при обнаружении нагрузки и выключается, чтобы нагрузка автоматически запустилась снова.Скоро будут доступны индивидуальные сборки с тысячами приложений, которые мы сможем отслеживать даже путем обнаружения утечек газа, влажности, движения, звука, света и т. Д. Мы сделали надежный фазовый преобразователь еще более прочным. Конвертер будет работать даже без компьютера. Каждый продаваемый однофазный преобразователь в трехфазный спроектирован таким образом, чтобы исключить простои и повысить производительность. Цифровые преобразователи используют инновационные твердотельные механизмы переключения мощности на протяжении стандартной работы.

Наш ассортимент цифровых фазовых преобразователей разработан таким образом, чтобы в стандартном режиме работы практически не было шума.В отличие от других однофазных преобразователей в трехфазные, цифровой фазовый преобразователь будет работать только тогда, когда для вашего оборудования требуется питание. Цифровые преобразователи фазы в нашем каталоге можно запрограммировать с графиком отключения, который соответствует вашим потребностям. В качестве альтернативы, однофазные цифровые преобразователи фазы в трехфазные также предназначены для постоянной активности.

Цифровые фазовые преобразователи в нашем каталоге обладают инновационными функциями, такими как Bluetooth, оборудование с выходом в Интернет и Wi-Fi.Все однофазные преобразователи в трехфазные сконструированы таким образом, чтобы исключить неэффективность из-за простоев. Аппаратные компоненты этого цифрового фазового преобразователя будут постоянно сканировать потенциальные опасности, прежде чем они произойдут. Система исправится сама, чтобы исключить простои из-за проблем с питанием. Посмотрите наш каталог фазопреобразователей на продажу. Мы рекомендуем выбрать систему, которая соответствует спецификациям вашего уникального приложения.

В чем разница между трехфазным питанием по схеме звезды и треугольника?

Электричество используется для электроснабжения организаций и домов по всей стране.Наша система распределения электроэнергии состоит из однофазного и трехфазного энергоснабжения. Трехфазное соединение осуществляется в трех различных фазах. Каждая фаза состоит из неразличимых выходов частоты и напряжения. Однако выходное напряжение смещено на 120 градусов между двумя фазами.

Конфигурация трехфазного питания треугольником

Мощность трехфазного переменного тока, вырабатываемая однофазными преобразователями трехфазного тока, расположенными по схеме треугольник или звезда.Электрическая конфигурация треугольником представляет собой трехпроводную схему, используемую в трехфазном электрическом оборудовании. При таком расположении различные трехфазные обмотки идентичны треугольнику.

Этот тип соединения может быть создан путем присоединения одного конца обмотки к начальному концу другой обмотки. Перемычки в трехфазном соединении, производимом однофазным преобразователем в трехфазный, соединены для образования интегрированного треугольного соединения.

Конфигурация трехфазного питания «звезда»

Конфигурация «звезда» предпочтительна в приложениях, требующих подключения всех трех нагрузок к отдельной нейтрали. Этот тип соединения, производимый однофазным преобразователем в трехфазный, имеет четвертый провод, который спроектирован так, чтобы быть нейтральным. Хотя этот дополнительный провод может быть плавающим, он также может быть заземлен.

Нагрузки в соединении звездой неравномерны и имеют форм-фактор, идентичный букве Y. Поскольку это трехфазная четырехпроводная конфигурация, схема может состоять из трех или четырех проводов. Соединения «звезда» стали широко использоваться в последние годы, поскольку они включают нейтральный провод, который может обеспечивать как линейные, так и линейные соединения.

Каковы преимущества соединений Delta & Wye?

Если одна обмотка начинает давать сбой в конфигурации треугольника однофазного преобразователя в трехфазный, можно использовать подчиненную обмотку для обеспечения максимального напряжения на всех трех фазах. С другой стороны, неисправная обмотка при соединении звездой вызовет снижение выходного напряжения между фазами вторичных соединений треугольником.

Многие организации могут использовать соединение звездой, потому что оно может предлагать различные напряжения без покупки дополнительных трансформаторов.Во многих случаях этот тип подключения однофазных преобразователей в трехфазные может помочь вам сэкономить деньги. Phoenix Phase Converterters предлагает высококачественные и надежные вращающиеся фазовые преобразователи, отвечающие требованиям вашего приложения. Позвоните нам по телефону (866) 418-9060 или заполните нашу контактную форму, чтобы получить помощь в выборе оборудования.

Продажа доступных однофазных преобразователей в трехфазные

Покупайте преобразователь однофазного в трехфазный с уверенностью.Мы гарантируем, что вы не найдете на рынке роторно-фазового преобразователя по более выгодной цене. Если вы это сделаете, мы превзойдем эту цену на 10%. * Поворотный фазовый преобразователь должен быть новым, такого же размера, иметь такие же характеристики, качество.
Ознакомьтесь с нашим ассортиментом трансформаторов, цифровых преобразователей фазы, электродвигателей Cobra и преобразователей фазы с функцией автозапуска. Мы рекомендуем выбирать продукт с надлежащими характеристиками, чтобы соответствовать требованиям вашего приложения. Если вам нужна помощь в выборе продукта, позвоните нашей команде по телефону (602) 640-0930 или свяжитесь с нашей командой через Интернет.

Самодельный инвертор мощностью 2000 Вт со схемой

Несколько дней назад компания GoHz сделала дома инвертор мощностью 24 В и 2000 Вт, поделившись некоторыми конструктивными и принципиальными схемами.

Тестирование инвертора мощности. Снимок сделан в коротком замыкании.

Форма выходного сигнала. Точность SPWM EG8010 не была достаточно высокой, поэтому выходной сигнал инвертора не был достаточно хорошим, как чистый синусоидальный сигнал. Время мертвой зоны было немного большим (1 мкс), и точка перехода через ноль выглядела не очень хорошо, чтобы обеспечить безопасность лампы, GoHz не настраивал ее.

Это было испытание при полной нагрузке инвертора мощности, двух водонагревателей, около 2000 Вт, вода полностью кипела. Максимальная подключенная нагрузка составляла 3000 Вт в течение примерно 10 секунд из-за ограничения источника питания постоянного тока (параллельное подключение большой батареи постоянного тока и двух маленьких батарей), GoHz не продолжил тестирование. Отрегулируйте потенциометр ограничения мощности инвертора, ограничьте максимальную мощность на уровне 2500 Вт (немного больше 2500 Вт), инвертор мощности проработает менее двух секунд, прежде чем отключит выход.Защита от короткого замыкания также выставлена примерно на две секунды для отключения выхода. По причине программирования EG8010, инвертор продолжит работу через несколько секунд, если питание не отключено. Этот силовой инвертор имеет хорошую пусковую способность, он занимает всего около 1 секунды для двух параллельных солнечных ламп мощностью 1000 Вт. Этот инвертор рассчитан на мощность около 2200 Вт, заголовок этой статьи — 2000 Вт, потому что максимальный выходной ток источника постоянного тока составляет 100 А, поэтому GoHz протестировал его при 2000 Вт, в течение более 12 часов тестирования он может хорошо работать при 2000 ватт, при реальной нагрузке в 2500 ватт проблем не возникнет.

Это форма сигнала уровня D на передней трубке, когда силовой инвертор работал при полной нагрузке 2000 Вт.

Расширение формы сигнала уровня D форвакуумной трубки при полной нагрузке инвертора 2000 Вт.

Это силовой инвертор в тесте энергопотребления без нагрузки.
Это видно из двух мультиметров, потребляемая мощность без нагрузки составляет 24,6 * 0,27 = 6,642 Вт, потребление без нагрузки относительно низкое, его можно использовать для фотоэлектрических, автомобильных аккумуляторов и других новых энергетических систем.

Передний тороидальный трансформатор. Сложены два ферритовых кольца 65 * 35 * 25 мм, первичный 3T + 3T с 16 проводами 1 мм, вторичный был использован очень тонкой многожильной проволокой с запутанной намоткой 42T, вспомогательное питание 3T.

Используя 4 пары резисторов ixfh80n10, 80A, 100V, 12,5 миллиом. Выпрямители — это 4 комплекта MUR1560, два больших электролитических конденсатора 450V470uF, 4 японских химических конденсатора 35V1000uF для входа 24V DC.

Задняя силовая трубка — 4 шт. FQA28N50, выходной дроссель — 52 мм с 1 шт.5-миллиметровая эмалированная проволока 120T, индуктивность 1 мГн, конденсаторы — 2 комплекта предохранительных конденсаторов по 4,7 мкФ. Два высокочастотных плеча FQL40N50 и два низкочастотных плеча FQA50N50.

Тест на короткое замыкание. Этот силовой инвертор чувствителен к защите от короткого замыкания, после более чем 100 испытаний короткого замыкания (питание при коротком замыкании, короткое замыкание без нагрузки, короткое замыкание при полной нагрузке, короткое замыкание при нагрузке), силовой инвертор все еще работает нормально. Выходные клеммы инвертора и пинцета были покрыты шрамами.

Вот раздел схемы, разберитесь с основами этого силового инвертора, сделайте инвертор своими руками.

Передняя плата Плата питания постоянного и постоянного тока, обычная двухтактная. (Скачать файл PDF)

Схема драйвера прямой цепи постоянного тока. Он имеет защиту от понижения и перенапряжения, защиту от перегрузки по току, защита от перегрузки по току реализована путем падения пробирки. Схема обычная SG3525 + LM393. (Загрузите файл в формате PDF)

Схема обратной связи постоянного и переменного тока, также используется обычная схема, нет ничего нового, уникальной является дополнительная схема обнаружения высокого напряжения, что означает, когда напряжение постоянного тока выше 240 В постоянного тока, вспомогательное питание включается, и начинает работать обратная схема.При отладке добавьте функцию отключения схемы привода SPWM при падении вспомогательного питания, чтобы предотвратить инциденты с бомбардировкой инвертора, когда вспомогательный источник питания падает, но напряжение постоянного тока все еще высокое, добавив эту функцию, мы можем отключить питание инвертор в коротком замыкании. (Загрузите файл PDF)

Схема платы драйвера SPWM, EG8010 + IR2110, для обнаружения падения напряжения для защиты от короткого замыкания. (Скачать файл PDF)

Документ по теме: Руководство по покупке автомобильного инвертора

Покупка синусоидального инвертора на ГГц.com, инвертор 300 Вт, инвертор 500 Вт, инвертор 1000 Вт …