Dit is nogal moeilik om frekwensie-omsetters met jou eie hande te maak, aangesien jy baie goed vertroud moet wees met kragelektronika en halfgeleiertegnologie. Maar voordat jy dink oor die ontwerp van hierdie toestel, moet jy uitvind vir watter doeleindes dit gebruik word. Jy sal ook moet weet wat die hoofkomponente van hierdie elektroniese stelsels is.
Wat is 'n frekwensie-omsetter?
Almal weet dat daar wisselstroom in die netwerk is, en dit het 'n sekere frekwensie. In Rusland is die standaard 50 Hertz. In sommige Westerse lande is 'n effens ander standaard 60 Hertz. Die werking van baie toestelle hang af van die frekwensie van die stroom. Omsetters word gebruik om asinchrone motors aan te dryf. Daar is baie redes vir die gebruik van elektroniese middele. Byvoorbeeld, in die bedryf het omsetters wydverspreid geword sedert hul gebruiklaat jou toe om ontslae te raak van groot meganismes.
In meer besonderhede kan jy die spoed van rotasie van die band op die vervoerband verander deur 'n ratkas te gebruik, wat gebaseer is op 'n soort motorratkas. Boonop kan dit meganies wees (met behulp van verskeie ratte) of CVT. Maar dit is baie meer effektief om die parameters van die stroom wat die motor voed, te verander. Deur die veranderlike weerstand te draai, verander die rotasiespoed van die vervoerband. Boonop kan die frekwensie in 'n wye reeks verander word.
Watter ander kenmerke het frekwensie-omsetters?
Daarbenewens laat die omskakelaarinstellings die elektriese motor toe om geleidelik oor 'n paar sekondes spoed te kry. Die tyd word deur die gebruiker gestel deur frekwensie-omskakelaarfunksieprogrammering. Net so kan jy doen met die tyd om die anker van die enjin te stop. Dit verminder die las op die aandrywer, wat sy hulpbron direk raak.
Boonop, vir klein besighede wat nie die vermoë het om hulself van 'n driefase-netwerk te voorsien nie, maar daar 'n behoefte daaraan is, is die gebruik van frekwensie-omsetters 'n ware wondermiddel. Daar is baie modelle van sulke toestelle wat aan 'n enkelfase-wisselstroomnetwerk gekoppel is, en hulle produseer drie by die uitset. Daarom is dit moontlik om 'n elektriese motor in 'n gewone uitlaat te koppel. En in hierdie geval sal dit nie krag verloor nie, sy werk sal korrek wees.
Kragkomponente van omsetters
Alle frekwensie-omsetters gebruik kragtige IGBT- of MOSFET-transistors. Hulle is ideaal vir hierdie tipe werk. Hulle is in aparte modules gemonteer. Hierdie installasiemetode kan die werkverrigting van 'n elektroniese toestel verbeter. Hierdie transistors werk in sleutelmodus, beheer word uitgevoer met behulp van 'n mikroverwerkerstelsel. Die feit is dat alle beheer laestroom is, omskakeling van hoë spannings is nie nodig nie. Daarom kan dit bereik word deur die eenvoudigste mikroverwerker te gebruik.
Die mees gebruikte spesiale samestellings van die IR2132- en IR2130-reekse. Hulle bestaan uit ses bestuurders wat die sleutels beheer. Drie word vir die onderkant en drie vir die bokant gebruik. Hierdie samestelling laat jou toe om 'n eenvoudige kaskade van die frekwensie-omsetter te implementeer. Daarbenewens het dit verskeie grade van beskerming. Byvoorbeeld, teen kortsluiting en oorlading. Meer gedetailleerde kenmerke van alle elemente kan in die handleidings gevind word. Maar alle kragelemente het 'n groot nadeel - die hoë koste van produkte.
Struktuurdiagram van die omskakelaar
Enige frekwensie-omsetter vir 'n motor het drie hoofblokke - 'n gelykrigter, filters, 'n omskakelaar. Dit blyk dat die WS-spanning eers na GS omgeskakel word, dan gefiltreer word. Na dit alles word dit in 'n veranderlike omgekeer. Maar daar is 'n derde blok - mikroverwerker beheer van die omskakelaar. En om meer presies te wees, kragtige IGBT-transistors. As jy al ooit te doen gehad hetfrekwensie-omsetters, dan weet jy dat hulle op die voorpaneel verskeie knoppies het vir programmering.
Die instruksiehandleiding van die omskakelaar sal jou lei hoe om al die funksies op te stel. Dit is 'n baie ingewikkelde saak, aangesien daar nogal baie instellings is, selfs in die eenvoudigste toestel. Benewens die feit dat die elektroniese toestel jou toelaat om die draaifrekwensie van die motoranker te verander, die versnelling en vertragingstyd aan te pas, is daar ook verskeie grade van beskerming. Byvoorbeeld, oorstroom. In die geval van die gebruik van so 'n toestel, is dit nie nodig om outomatiese skakelaars te installeer nie.
Ligtrigtereenheid
Afhangende van die doel van die frekwensie-omsetter, word verskillende gelykrigterstadia gebruik. En die kragtoevoeropsie kan óf van 'n driefase-netwerk óf van 'n enkelfase een wees. Maar by die uitset van die omskakelaar is daar in elk geval 'n driefase-wisselspanning. Maar om die stroom te beheer, moet dit eers reggestel word. Die ding is dat dit nogal moeilik is om die veranderlike te beheer - dit is nodig om groot reostate te gebruik, wat nie baie gerieflik is nie. Boonop is dit nou die tyd van mikro-elektronika en outomatisering, dit is nie net onredelik om verouderde tegnologieë te gebruik nie, maar ook baie onwinsgewend.
'n Elektroniese toestel wat uit ses halfgeleierdiodes bestaan word gebruik om 'n driefase-wisselstroom reg te stel. Hulle word aangeskakel in 'n brugkring, dit blyk dat elke paar diodes dien om een fase reg te stel. 'n Konstante spanning verskyn by die uitset van die gelykrigter-eenheid, sydie waarde is gelyk aan dit wat na die inset vloei. Op hierdie stadium is alle transformasies voltooi, geen beheer van hierdie blok word uitgevoer nie. In die geval dat krag van 'n enkelfase-netwerk voorsien word, is 'n gelykrigterstadium voldoende selfs vanaf 'n enkele diode. Maar dit is meer doeltreffend om 'n brugkring van vier te gebruik.
Filterboks
Hierdie module word gebruik vir GS-spanningfiltrering. Die eenvoudigste weergawe van die blok is 'n induktor wat in die gaping van die positiewe skouer ingesluit is. 'n Elektrolitiese kapasitor is tussen die pole verbind. Dit het een funksie - om ontslae te raak van die veranderlike komponent. Die ding is dat die gelykrigter nie heeltemal van rimpelings ontslae kan raak nie. Daar bly 'n klein hoeveelheid AC oor wat aansienlike geraas tydens werking kan produseer.
Om die beginsel van werking van die filterblok te oorweeg, is dit nodig om te ontleed deur die elemente te vervang. Wanneer dit in gelykstroomtoestande werk, word die induktansie deur weerstand vervang, die kapasitor word deur 'n oop stroombaan vervang. Maar wanneer dit deur wisselstroom aangedryf word, word die kapasitansie deur weerstand vervang. Daarom verdwyn die hele veranderlike komponent, aangesien 'n kortsluiting in hierdie geval voorkom. Om dit te verstaan is nogal moeilik, dit is nodig om die teoretiese grondslae van elektriese ingenieurswese te verstaan. Maar 'n 3-fase frekwensie-omsetter kan nie daarsonder gemaak word nie.
Omskakelaar stadium
En hier begin die pret - die gebruik van kragtige IGBT-transistors. Hulle word beheer deur 'n mikroverwerker stelsel, vanafdie kwaliteit van hul funksionering hang af van die werking van die hele frekwensie-omsetter. So 'n spanning-omsetterkring word wyd gebruik. Trouens, met die hulp van kragtransistors kan enige spanning omgekeer word. In totaal word ses elemente in die eenvoudigste stroombaan gebruik – twee vir elke fase. Die frekwensie-omsetter produseer 220 volt op elke fase met betrekking tot nul.
Om van die voorkoms van omgekeerde spanning ontslae te raak, is dit nodig om halfgeleierdiodes te gebruik. Hulle is verbind tussen die versamelaar en emitter van kragtransistors. Bestuur word uitgevoer by die ingang van die basis. Soos vroeër genoem, het doen-dit-self frekwensie-omsetters twee transistors vir elke fase in die omskakelaar-kaskade. Skakel hul p-n-aansluitings in serie aan. Die fase word van die middelpunt van elke skouer verwyder. Klaargemaakte modules is te koop beskikbaar, hulle het leidrade vir die verskaffing van direkte spanning, sowel as drie kontakte vir die verwydering van driefase-afwisseling. Daarbenewens is daar 'n koppelstuk om 'n mikrobeheerder-beheerstelsel aan te sluit.
Mikroverwerkerbeheer
Word gebruik om die motorasspoed deur die omskakelaar te verander, die spanning, waarvan die verstekfrekwensie 50Hz is, kan in amplitude oor 'n wye reeks verander word. En meer spesifiek, van nul tot die frekwensie wat die mikroverwerker kan verskaf. Die belangrikste vereiste vir laasgenoemde is die vermoë om verskeie toestelle te koppel. Wanneer jyontwerp 'n omsetter, die spanning, waarvan die frekwensie deur 'n veranderlike weerstand verander word, moet deur die verwerker beheer word. Dit word versigtig gekies, dit moet 'n voldoende aantal I/O-poorte hê.
Jy kan die stelsel 'n bietjie kompliseer deur 'n LCD-skerm aan die mikrobeheerder te koppel. Hoë kleurweergawe word nie daaruit vereis nie, monochroom is genoeg, soos in eenvoudige sakrekenaars. Knoppies vir programmering is ook aan die inset-uitsetpoorte gekoppel. Dit is hoe jy 'n eenvoudige frekwensie-omsetter kan maak. Die prys van alle elemente sal nie meer as tweeduisend roebels wees nie. Maar die koste van 'n omskakelaar met 'n krag van 200-750 watt wissel van 6500 tot 12000 roebels. Dit hang alles af van die vervaardiger en die vermoëns van die toestel.
Toestelhouer
Doen-dit-self-frekwensie-omsetters moet 'n betroubare behuising hê. Nie net gebruiksgemak hang daarvan af nie, maar ook doeltreffendheid. Die basis is van aluminium gemaak. Die rede vir die gebruik van hierdie materiaal is die behoefte aan hoë kwaliteit verkoeling. Tydens werking word die IGBT-module baie warm, en die temperatuur van die halfgeleierdiodes styg ook. En dit maak glad nie saak of jy 'n 380 of 220 Volt frekwensie-omskakelaar het nie.
Die res van die liggaam is van plastiek gemaak. Dit is nodig dat alle kragelemente daardeur versteek word, sodat daar geen toevallige kontak met hoogspanningklemme tydens werking is nie. In die voorste deel is dit nodig om 'n gat vir die LCD-skerm en knoppies te maak. Afsonderlik, in'n gerieflike plek, 'n veranderlike weerstand is geïnstalleer. Wanneer die mikrobeheerder geprogrammeer word, is dit nodig om in ag te neem dat hierdie weerstand die frekwensie van die uitsetstroom verander.
Hittewisseling van stelselelemente
Spesiale aandag moet aan hitte-afvoer gegee word. Hoe kragtiger die toestel wat ontwikkel word, hoe meer betroubaar moet die verkoelingstelsel wees. Soos hierbo genoem, moet die basis van aluminium gemaak word. Die spanningsomsetterkring moet beskerming bied teen oorverhitting. Vir hierdie doel is dit nodig om 'n gat in die behuising te boor, 'n temperatuursensor is daarin gemonteer. Daaruit word die sein deur 'n bypassende toestel na die mikrobeheerder gevoer. As die maksimum temperatuur oorskry word, moet die las ontkoppel word. Daarom skakel die kragtransistormodule af.
Om hitte-afvoer te verbeter, moet waaiers gebruik word. Hul ligging moet so gekies word dat die lugvloei die verkoelervinne van die kas afkoel. Om die doeltreffendheid van die verkoelingstelsel te verhoog, moet jy termiese pasta gebruik. Dit is meer redelik om die waaiers aan te skakel wanneer die toestel begin word. Maar dit is ook moontlik om die beheerder te programmeer deur 'n sein van 'n temperatuursensor te gebruik. Wanneer die temperatuur die helfte van die temperatuur bereik waarteen die noodafskakeling van die toestel plaasvind, skakel die waaiers aan.
Kringbord
As 'n stroombaanbord is dit die beste om klaargemaakte opsies te gebruik. Te koop is daar borde van verskillende groottes met gate waaromheenklein blikkies kontakte. Daar word in die algemeen na hulle verwys as "vis". Die enigste ding wat die moeite werd is om te oorweeg, is die moontlikheid om die verwerker en mikrobane te vervang. Vir hierdie doel moet jy verbindings gebruik wat aan die bord gesoldeer is. Doen-dit-self-frekwensie-omsetters word die beste gemaak met die verwagting van vinnige vervanging van elemente. Die IC of beheerder word eenvoudig in hierdie sok ingeprop, soos 'n prop in 'n sok.
Gevolgtrekkings
Jy kan ook jou eie frekwensie-omsetter maak. Die prys van analoë, soos ons uitgevind het, is baie hoër. Alhoewel hulle natuurlik meer geleenthede het. Maar om die waarheid te sê, as jy dit van nader bekyk, blyk dit dat nie meer as vyf funksies eintlik gebruik word nie. Wanneer die aandrywing loop, is dit nodig om die rotasiespoed te verander, asook die versnelling en vertragingstye aan te pas. 'n Bietjie minder gereeld word die omgekeerde funksie en verandering van die maksimum toelaatbare stroom gebruik.
