Kā izveidot trīsfāžu VFD shēmu

Iesniegtā trīsfāžu VFD shēma ( veidoju es ) var izmantot jebkura trīsfāžu ar suku maiņstrāvas motora vai pat bezkontakta maiņstrāvas motora ātruma kontrolei. Ideju pieprasīja Toma kungs

Izmantojot VFD

Piedāvāto trīsfāžu VFD ķēdi var universāli piemērot lielākajai daļai trīsfāžu maiņstrāvas motoru, kur regulēšanas efektivitāte nav pārāk kritiska.

To var īpaši izmantot kontrolei vāveres būra indukcijas motora ātrums ar atvērta cikla režīmu un, iespējams, arī slēgtā cikla režīmā, kas tiks apspriests raksta turpmākajā daļā.

3 fāžu invertoram nepieciešami moduļi

Piedāvātās trīsfāžu VFD vai mainīgas frekvences piedziņas ķēdes projektēšanai būtībā ir nepieciešami šādi pamata ķēdes posmi:

1. PWM sprieguma regulatora ķēde
2. 3 fāžu augstā / zemā H tilta vadītāja shēma
3. 3 Fāžu ģeneratora ķēde
4. Sprieguma un frekvences pārveidotāja shēma V / Hz parametra ģenerēšanai.

Uzzināsim iepriekš minēto posmu darbības detaļas, izmantojot šādu skaidrojumu:

Vienkāršu PWM sprieguma regulatora ķēdi var redzēt zemāk dotajā diagrammā:

PWM kontrolieris

Es jau esmu iekļāvis un izskaidrojis iepriekš minētā PWM ģeneratora posma darbību, kas galvenokārt ir paredzēts, lai ģenerētu dažādas PWM izejas IC2 pin3, reaģējot uz potenciālu, kas tiek izmantots tās pašas IC pin5.

Diagrammā parādītais 1K sākotnējais iestatījums ir RMS vadības poga, kuru var atbilstoši noregulēt, lai iegūtu vēlamo proporcionālo izejas sprieguma daudzumu PWM formā pie IC2 pin3 tālākai apstrādei. Tas ir iestatīts, lai iegūtu atbilstošu izeju, kas var būt līdzvērtīga tīkla 220V vai 120V maiņstrāvas maiņstrāvai.

H-Bridge vadītāja shēma

Nākamā diagramma zemāk parāda vienas mikroshēmas H-tilta 3 fāžu draivera shēmu, izmantojot IC IRS2330.

Dizains izskatās vienkāršs, jo lielāko daļu sarežģījumu risina mikroshēmās iebūvētās izsmalcinātās shēmas.

Labi aprēķināts trīsfāzu signāls tiek ievadīts visā HIN1 / 2/3 un LIN1 / 2/3 IC ieejās caur trīsfāzu signālu ģeneratora pakāpi.

Programmas rezultāti IC IRS2330 var redzēt integrēti ar 6 mosfets vai IGBT tiltu tīkliem, kuru notekas ir atbilstoši konfigurētas ar motoru, kuru nepieciešams kontrolēt.

Zemie sānu mosfet / IGBT vārti ir integrēti ar iepriekš apspriesto PWM ģeneratora ķēdes posma IC2 tapu Nr. 3, lai sāktu PWM injekciju tilta mosfet stadijā. Šis regulējums galu galā palīdz motoram iegūt vēlamo ātrumu atbilstoši iestatījumiem (izmantojot 1 k sākotnējo iestatījumu pirmajā diagrammā).

Šajā diagrammā mēs vizualizējam nepieciešamo 3 fāžu signālu ģeneratora ķēdi.

3 fāžu ģeneratora ķēdes konfigurēšana

Trīsfāzu ģenerators ir konstruēts ap pāris CMOS mikroshēmām CD4035 un CD4009, kas ģenerē precīzi izmērītus 3 fāžu signālus parādītajos pinouts.

3 fāžu signālu frekvence ir atkarīga no ievadītajiem ieejas pulksteņiem, kuriem jābūt 6 reizes lielākiem par paredzēto 3 fāžu signālu. Tas nozīmē, ja vajadzīgā 3 fāžu frekvence ir 50 Hz, ievades pulkstenim jābūt 50 x 6 = 300 Hz.

Tas arī nozīmē, ka iepriekšminētos pulksteņus var mainīt, lai mainītu vadītāja IC faktisko frekvenci, kas savukārt būtu atbildīgs par motora darbības frekvences mainīšanu.

Tomēr, tā kā iepriekšminētajai frekvences maiņai jābūt automātiskai, reaģējot uz mainīgo spriegumu, spriegums uz frekvences pārveidotāju kļūst būtisks. Nākamajā posmā tiek apspriesta vienkārša precīza sprieguma un frekvences pārveidotāja ķēde vajadzīgajai ieviešanai.

Kā izveidot pastāvīgu V / F attiecību

Parasti asinhronajos motoros, lai uzturētu optimālu motora apgriezienu un motora efektivitāti, ir jākontrolē slīdēšanas ātrums vai rotora ātrums, kas savukārt kļūst iespējams, saglabājot nemainīgu V / Hz attiecību. Tā kā statora magnētiskā plūsma vienmēr ir nemainīga neatkarīgi no ieejas padeves frekvences, rotora ātrums kļūst viegli kontrolējams saglabājot nemainīgu V / Hz attiecību .

Atvērtās cilpas režīmā to var izdarīt aptuveni, saglabājot iepriekš noteiktas V / Hz attiecības un īstenojot to manuāli. Piemēram, pirmajā diagrammā to var izdarīt, atbilstoši pielāgojot R1 un 1K iepriekš iestatīto. R1 nosaka frekvenci, bet 1K pielāgo izejas RMS, tāpēc, pareizi pielāgojot divus parametrus, mēs varam manuāli izpildīt nepieciešamo daudzumu V / Hz.

Tomēr, lai iegūtu salīdzinoši precīzu asinhronā motora griezes momenta un ātruma kontroli, mums ir jāīsteno slēgta cikla stratēģija, kurā slīdēšanas ātruma dati jāievada apstrādes ķēdē, lai automātiski pielāgotu V / Hz attiecību, lai tas vērtība vienmēr paliek gandrīz nemainīga.

Slēgtas cilpas atgriezeniskās saites ieviešana

Šīs lapas pirmo diagrammu var atbilstoši modificēt, lai izstrādātu slēgtas cilpas automātisko V / Hz regulēšanu, kā parādīts zemāk:

Iepriekš redzamajā attēlā potenciāls IC2 tapā Nr. 5 nosaka SPWM platumu, kas tiek ģenerēts tās pašas IC tapā # 3. SPWM tiek ģenerēts, salīdzinot tīkla 12V pulsācijas paraugu tapā # 5 ar trīsstūra viļņu pie IC2 tapas # 7, un tas tiek padots motora vadības zemajiem sāniem.

Sākotnēji šī SPWM ir iestatīta kādā pielāgotā līmenī (izmantojot 1K perset), kas iedarbina trīsfāžu tilta zemos sānu IGBT vārtus, lai sāktu rotora kustību ar norādīto nominālo ātruma līmeni.

Tiklīdz rotora rotors sāk griezties, piestiprinātais tahometrs ar rotora mehānismu rada proporcionālu papildu sprieguma daudzumu pie IC2 tapas Nr. 5, tas proporcionāli izraisa SPWM paplašināšanos, izraisot lielāku spriegumu motora statora spolēm. Tas vēl vairāk palielina rotora ātrumu, izraisot lielāku spriegumu pie IC2 tapas Nr. 5, un tas turpinās, līdz SPWM ekvivalents spriegums vairs nespēj palielināties un statora rotora sinhronizācija sasniedz līdzsvara stāvokli.

Iepriekš minētā procedūra turpina pašregulēties visā motora darbības laikā.

Kā izveidot un integrēt tahometru

Vienkārša tahometra konstrukcija ir redzama šajā diagrammā, ko var integrēt ar rotora mehānismu, piemēram, rotācijas frekvence spēj barot BC547 pamatni.

Šeit rotora ātruma dati tiek savākti no zāles efekta sensora vai IR LED / sensoru tīkla un tiek padoti T1 pamatnei.

T1 svārstās šajā frekvencē un aktivizē tahometra ķēdi, kas izveidota, atbilstoši konfigurējot IC 555 monostabilu ķēdi.

Iepriekš minētā tahometra izeja mainās proporcionāli, reaģējot uz ieejas frekvenci T1 pamatnē.

Palielinoties frekvencei, spriegums galējā labajā pusē palielinās arī D3 izejā un otrādi, kā arī palīdz saglabāt V / Hz attiecību relatīvi nemainīgā līmenī.

Kā kontrolēt ātrumu

Motora ātrumu, izmantojot nemainīgu V / F, var sasniegt, mainot frekvences ievadi IC 4035 pulksteņa ieejā. To var panākt, ievadot mainīgu frekvenci no IC 555 astable shēmas vai jebkuras standarta astable shēmas uz pulksteņa ieeju. IC 4035.

Mainot frekvenci, efektīvi tiek mainīta motora darbības frekvence, kas attiecīgi samazina slīdēšanas ātrumu.

To nosaka tahometrs, un tahometrs proporcionāli samazina potenciālu IC2 5. tapā, kas savukārt proporcionāli samazina SPWM saturu motorā, un līdz ar to motora spriegums tiek samazināts, nodrošinot motora ātruma izmaiņas ar pareizu nepieciešamā V / F attiecība.

Pašdarināts V uz F pārveidotājs

Iepriekš minētajā sprieguma un frekvences pārveidotāja ķēdē tiek izmantots IC 4060, un tā frekvences atkarīgā pretestība tiek ietekmēta, izmantojot LED / LDR mezglu paredzētajiem pārveidojumiem.

LED / LDR mezgls ir noslēgts gaismas necaurlaidīgā kastē, un LDR ir novietots pa 1M no frekvences atkarīgu IC rezistoru.

Tā kā LDR / LDR reakcija ir diezgan lineāra, mainīgais gaismas diodes apgaismojums uz LDR ģenerē proporcionāli mainīgu (pieaugošu vai samazinošu) frekvenci visā IC pin3.

FSD vai pakāpes V / Hz diapazonu var iestatīt, atbilstoši iestatot 1M rezistoru vai pat C1 vērtību.

LED ir sprieguma atvasinājums un apgaismojums caur PWM no pirmā PWM ķēdes posma. Tas nozīmē, ka, mainoties PWM, mainīsies arī LED apgaismojums, kas savukārt izraisīs proporcionāli pieaugošu vai samazinošu frekvenci IC 4060 pin3 augšējā diagrammā.

Pārveidotāja integrēšana ar VFD

Šī atšķirīgā IC 4060 frekvence tagad vienkārši jāintegrē ar 3 fāžu ģeneratora IC CD4035 pulksteņa ieeju.

Iepriekš minētie posmi veido galvenās sastāvdaļas 3 fāžu VFD ķēdes veidošanai.

Tagad būtu svarīgi apspriest par līdzstrāvas kopni, kas nepieciešama IGBT motora kontrolieru piegādei, un par visu konstrukciju iestatīšanas procedūrām.

DC BUS, ko pielieto pāri IGBT H tilta sliedēm, var iegūt, izlabojot pieejamo trīsfāžu tīkla ievadi, izmantojot šādu ķēdes konfigurāciju. IGBT DC BUS sliedes ir savienotas pāri punktiem, kas norādīti kā “slodze”

Vienfāzes avotam labošanu var veikt, izmantojot standarta 4 diodu tilta tīkla konfigurāciju.

Kā iestatīt piedāvāto trīsfāžu VFD ķēdi

To var izdarīt saskaņā ar šādiem norādījumiem:

Pēc DC kopnes sprieguma piemērošanas IGBT (bez pievienota motora) noregulējiet PWM 1k iepriekš iestatīto, līdz spriegums pāri sliedēm kļūst vienāds ar paredzētajām motora sprieguma specifikācijām.

Pēc tam noregulējiet IC 4060 1M iepriekš iestatīto iestatījumu, lai jebkuru IC IRS2330 ieeju pielāgotu vajadzīgajam pareizajam frekvences līmenim atbilstoši norādītajām motora specifikācijām.

Kad iepriekš minētās procedūras ir pabeigtas, norādīto motoru var pieslēgt un piegādāt ar dažādiem sprieguma līmeņiem, parametru V / Hz, kā arī apstiprināt automātisko V / Hz darbību virs pievienotā motora.