Šajā amatā mēs apspriežam vienkāršas trīsfāzu asinhronā motora ātruma regulatora ķēdes izveidošanu, ko var izmantot arī vienfāzes asinhronajam motoram vai burtiski jebkura veida maiņstrāvas motoram.
Kad runa ir par kontrolējot asinhrono motoru ātrumu parasti tiek izmantoti matricas pārveidotāji, kas ietver daudzus sarežģītus posmus, piemēram, LC filtrus, divvirzienu slēdžu blokus (izmantojot IGBT) utt.
Tie visi tiek izmantoti, lai galu galā sasniegtu sasmalcinātu maiņstrāvas signālu, kura darbības ciklu varētu noregulēt, izmantojot sarežģītu mikrokontrolleru ķēdi, beidzot nodrošinot nepieciešamo motora ātruma kontroli.
Tomēr mēs varam eksperimentēt un mēģināt veikt trīsfāzu asinhronā motora ātruma kontroli, izmantojot daudz vienkāršāku koncepciju, izmantojot uzlaboto nulles šķērsošanas detektora opto savienotāju IC, jaudas triac un PWM ķēdi.
Nulles šķērsošanas detektora opto savienotāja izmantošana
Pateicoties MOC optronu sērijai, kas triac vadības ķēdes ir padarījušas ārkārtīgi drošas un viegli konfigurējamas, kā arī ļauj bez problēmām veikt PWM integrāciju paredzētajām vadības ierīcēm.
Vienā no maniem iepriekšējiem ierakstiem es apspriedu vienkāršu PWM mīkstās iedarbināšanas motora kontrollera ķēde kas ieviesa MOC3063 IC, lai nodrošinātu pieslēgtā motora efektīvu mīksto palaišanu.
Arī šeit mēs izmantojam identisku metodi ierosinātās trīsfāzu asinhronā motora ātruma regulatora ķēdes ieviešanai. Šis attēls parāda, kā to var izdarīt:
Attēlā mēs varam redzēt trīs identiskus MOC opto savienotāju posmus, kas konfigurēti to standarta triac regulatora režīmā, un ieejas puse ir integrēta ar vienkārša IC 555 PWM shēma .
3 MOC ķēdes ir konfigurētas, lai apstrādātu 3 fāžu maiņstrāvas ieeju un tās piegādātu pievienotajam asinhronajam motoram.
PWM ieeja opto izolētajā LED vadības pusē nosaka sasmalcināšanas pakāpi 3 fāžu maiņstrāvas ieejai, kuru apstrādā MOC ICS.
IC 555 PWM kontroliera izmantošana (nulles sprieguma pārslēgšana)
Tas nozīmē, pielāgojot PWM katls, kas saistīts ar 555 IC var efektīvi kontrolēt asinhronā motora ātrumu.
Izvadei tās tapā Nr. 3 ir mainīgs darba cikls, kas savukārt attiecīgi maina izejas triaks, kā rezultātā vai nu palielina maiņstrāvas RMS vērtību, vai arī samazina to pašu.
RMS palielināšana, izmantojot plašākas PWM, ļauj iegūt lielāku ātrumu motorā, savukārt maiņstrāvas RMS samazināšana caur šaurākiem PWM rada pretēju efektu, tas ir, tas liek motoram proporcionāli palēnināties.
Iepriekš minētās funkcijas tiek ieviestas ar lielu precizitāti un drošību, jo IC ir piešķirtas daudzas iekšējas sarežģītas funkcijas, kas īpaši paredzētas vadot triac un smagas induktīvas slodzes piemēram, indukcijas motori, solenoīdi, vārsti, kontaktori, cietvielu releji utt.
IC arī nodrošina pilnīgi izolētu līdzstrāvas pakāpes darbību, kas ļauj lietotājam veikt pielāgojumus, nebaidoties no elektrošoka.
Principu var arī efektīvi izmantot vienfāzes motora ātruma kontrolei, izmantojot vienu MOC IC, nevis 3.
Dizains faktiski ir balstīts uz laika proporcionālā triac piedziņa teorija. Augšējo IC555 PWM ķēdi var pielāgot, lai panāktu 50% darba ciklu ar daudz augstāku frekvenci, savukārt apakšējo PWM ķēdi var izmantot, lai īstenotu asinhronā motora ātruma vadības darbību, izmantojot attiecīgā katla pielāgojumus.
Šim 555 IC ieteicams būt relatīvi zemāka frekvence nekā augšējai IC 555 ķēdei. To var izdarīt, palielinot tapas # 6/2 kondensatoru līdz apmēram 100nF.
PIEZĪME. PIEZĪMĒJOŠU INDUKTORU PIEVIENOŠANA SĒRIJĀS AR FĀZES VADĪTĀJIEM var krasi uzlabot SISTĒMAS ĀTRUMA KONTROLES DARBĪBU.
Pieņemtā viļņu forma un fāzes kontrole, izmantojot iepriekš minēto koncepciju:
Iepriekš izskaidrotā trīsfāzu asinhronā motora vadības metode faktiski ir diezgan neapstrādāta, jo tā ir nav V / Hz vadības .
Tas vienkārši izmanto tīkla ieslēgšanu / izslēgšanu ar dažādiem ātrumiem, lai iegūtu vidējo jaudu motoram un kontrolētu ātrumu, mainot šo vidējo motora maiņstrāvu.
Iedomājieties, ja motoru ieslēdzat / izslēdzat manuāli 40 reizes vai 50 reizes minūtē. Tas izraisītu jūsu motora palēnināšanos līdz kādai relatīvai vidējai vērtībai, tomēr nepārtraukti pārvietojoties. Iepriekš minētais princips darbojas tāpat.
Tehniskāka pieeja ir tādas ķēdes projektēšana, kas nodrošina pareizu V / Hz attiecības kontroli un automātiski pielāgo to atkarībā no slīdēšanas ātruma vai jebkurām sprieguma svārstībām.
Šim nolūkam mēs galvenokārt izmantojam šādus posmus:
- H-Bridge vai Full Bridge IGBT vadītāja shēma
- Trīsfāzu ģeneratora posms pilna tilta ķēdes padevei
- V / Hz PWM procesors
Izmantojot pilna tilta IGBT vadības ķēdi
Ja iepriekšminētā triac modeļa iestatīšanas procedūras jums šķiet biedējošas, var izmēģināt šādu pilna tilta PWM balstītu asinhronā motora ātruma kontroli:
Iepriekšējā attēlā redzamā shēma izmanto vienu mikroshēmu pilna tilta draiveri IC IRS2330 (jaunākā versija ir 6EDL04I06NT), kurai ir visas iebūvētās funkcijas, lai apmierinātu drošu un nevainojamu trīsfāžu motora darbību.
IC vajadzīga tikai sinhronizēta 3 fāžu loģiskā ieeja visā HIN / LIN pinouts, lai ģenerētu nepieciešamo 3 fāžu svārstīgo izeju, ko beidzot izmanto pilna tilta IGBT tīkla un pievienotā trīsfāžu motora darbināšanai.
The ātruma kontrole PWM iesmidzināšana tiek realizēts, izmantojot 3 atsevišķus pussiltas NPN / PNP draiveru posmus, kurus kontrolē ar SPWM padevi no IC 555 PWM ģeneratora, kā redzams mūsu iepriekšējos projektos. Šo PWM līmeni galu galā var izmantot asinhronā motora ātruma kontrolēšanai.
Pirms mēs uzzinām asinhronā motora faktisko ātruma kontroles metodi, vispirms sapratīsim, kā automātiskā V / Hz vadība var sasniegt, izmantojot dažas IC 555 shēmas, kā apspriests turpmāk
Automātiskā V / Hz PWM procesora shēma (slēgta cilpa)
Iepriekšējās sadaļās mēs uzzinājām konstrukcijas, kas palīdzēs asinhronajam motoram pārvietoties ar ražotāja norādīto ātrumu, taču tas netiks noregulēts atbilstoši nemainīgai V / Hz attiecībai, ja vien šāds PWM procesors nav integrēts H -Bridge PWM ievades padeve.
Iepriekš minētā shēma ir vienkārša PWM ģenerators, izmantojot pāris IC 555 . IC1 ģenerē PWM frekvenci, kas ar R4 / C3 palīdzību tiek pārveidota trīsstūra viļņos IC2 tapā # 6.
Šie trīsstūra viļņi tiek salīdzināti ar sinewave viļņošanos IC2 tapā # 5. Šie paraugu viļņi tiek iegūti, izlīdzinot 3 fāžu maiņstrāvas tīklu 12 V maiņstrāvas pulsācijā, un tiek ievadīti IC2 tapā Nr. 5 vajadzīgajai apstrādei.
Salīdzinot abas viļņu formas, atbilstoši izmērītas SPWM tiek ģenerēts pie IC2 tapas Nr. 3, kas kļūst par H-tilta tīkla virzošo PWM.
Kā darbojas V / Hz ķēde
Kad barošana tiek ieslēgta, kondensators tapā # 5 sākas ar nulles sprieguma pārveidošanu tapā # 5, kas zemāko SPWM vērtību H-tilta ķēde , kas savukārt ļauj asinhronajam motoram startēt ar lēnu pakāpenisku mīksto palaišanu.
Kad šis kondensators uzlādējas, palielinās potenciāls pie tapas Nr. 5, kas proporcionāli paaugstina SPWM un ļauj motoram pakāpeniski palielināt ātrumu.
Mēs varam redzēt arī tahometra atgriezeniskās saites ķēdi, kas ir integrēta arī ar IC2 tapu Nr. 5.
Šis tahometrs uzrauga rotora ātrumu vai slīdēšanas ātrumu un ģenerē papildu spriegumu pie IC2 tapas # 5.
Tagad, palielinoties motora ātrumam, slīdēšanas ātrums mēģina sinhronizēt ar statora frekvenci, un procesā tas sāk iegūt ātrumu.
Šis indukcijas slīdes pieaugums proporcionāli palielina tahometra spriegumu, kas savukārt liek IC2 palielināt SPWM izeja un tas savukārt vēl vairāk palielina motora ātrumu.
Iepriekš minētā pielāgošana mēģina uzturēt V / Hz attiecību diezgan nemainīgā līmenī, līdz beidzot, kad SPWM no IC2 vairs nespēj palielināties.
Šajā brīdī slīdēšanas ātrums un statora ātrums iegūst līdzsvara stāvokli, un tas tiek uzturēts, līdz ieejas spriegums vai slīdēšanas ātrums (slodzes dēļ) netiek mainīts. Ja tie tiek mainīti, atkal darbojas V / Hz procesora ķēde un sāk pielāgot attiecību, lai uzturētu asinhronā motora ātruma optimālo reakciju.
Tahometrs
The Tahometra ķēde var arī lēti uzbūvēt, izmantojot šo vienkāršo shēmu un integrēt ar iepriekš paskaidrotajiem ķēdes posmiem:
Kā ieviest ātruma kontroli
Iepriekšējos punktos mēs sapratām automātiskās regulēšanas procesu, ko var panākt, integrējot a tahometra atgriezeniskā saite automātiski regulējošai SPWM kontroliera ķēdei.
Tagad uzzināsim, kā asinhronā motora ātrumu var kontrolēt, mainot frekvenci, kas galu galā piespiedīs SPWM nokrist un uzturēt pareizo V / Hz attiecību.
Šajā diagrammā ir paskaidrots ātruma kontroles posms:
Šeit mēs varam redzēt 3 fāžu ģeneratora ķēdi, izmantojot IC 4035, kuras fāzes nobīdes frekvenci var mainīt, mainot pulksteņa ievadi tā tapā # 6.
Trīsfāzu signāli tiek izmantoti 4049 IC vārtiem, lai ražotu vajadzīgās HIN, LIN plūsmas pilna tilta draiveru tīklam.
Tas nozīmē, ka, attiecīgi mainot IC 4035 takts frekvenci, mēs varam efektīvi mainīt asinhronā motora darbības trīsfāžu frekvenci.
Tas tiek īstenots, izmantojot vienkāršu IC 555 astable shēmu, kas baro regulējamu frekvenci IC 4035 tapā # 6 un ļauj frekvenci pielāgot, izmantojot pievienoto 100K pot. Kondensators C jāaprēķina tā, lai regulējamais frekvenču diapazons atbilstu pievienotā asinhronā motora pareizajai specifikācijai.
Mainot frekvences pot, mainās arī asinhronā motora faktiskā frekvence, kas attiecīgi maina motora ātrumu.
Piemēram, ja frekvence tiek samazināta, motora ātrums samazinās, kas savukārt tahometra izvadi proporcionāli samazina spriegumu.
Šis proporcionālais tahometra izejas samazinājums liek SPWM sašaurināties un tādējādi proporcionāli velk spriegumu uz motoru.
Šī darbība savukārt nodrošina V / Hz attiecības saglabāšanu, vienlaikus kontrolējot asinhronā motora ātrumu, izmantojot frekvences kontroli.
Brīdinājums: Iepriekš minētā koncepcija ir paredzēta tikai teorētiskiem pieņēmumiem. Lūdzu, rīkojieties piesardzīgi.
Ja jums ir vēl kādas šaubas par šo trīsfāzu asinhronā motora ātruma kontroliera dizainu, ļoti laipni aicinām tos publicēt, izmantojot savus komentārus.
Pāri: Kā izveidot nepārtrauktas barošanas avota (UPS) ķēdi Nākamais: divu alternatīvu slodžu ieslēgšana / izslēgšana ar IC 555
